电流采集模块是采用采样电阻分流采样的方式进行检测,作为一个通用模块能够应用在工业领域的许多产品当中,检测线路中几毫安~几百安的电流,因此对信号的采集精度等要求比较高,而mcu自带的adc往往达不到要求,所以需要外接一个单独的高性能adc进行模数转换,本方案中推荐芯炽的14位高精度模数转换器sc1252(兼容adi的ad9251)。
应用简图
该方案先用采样电阻采集线路中的电流大小,再通过低噪声运放(lna)进行信号放大处理,此处采用低噪声运放主要是减少对小信号的干扰,提高采集精度,减小误差,然后通过14位adc(sc1252)进行模数转换,再用与l2c兼容的串行接口将转换后的数字信号给到mcu。
sc1252是具有14位分辨率的精密模数转换器(adc),它的设计精度高,功耗低,易于实现,采用1.8v电源供电,内置高性能采样保持电路和片内基准电压源。
该双通道14位模数转换器采用多级差分流水线架构,内置输出纠错逻辑,在80 msps数据速率时可提供14位精度,并保证在整个工作温度范围内无失码。该adc内置多种功能特性,可使器件的灵活性达到最佳、系统成本最低,例如可编程时钟与数据对准、生成可编程数字测试码等。可获得的数字测试码包括内置固定码和伪随机码,以及通过串行端口接口(spi)输入的用户自定义测试码。
sc1252采用一个差分时钟输入来控制所有内部转换周期。数字输出数据格式为偏移二进制、格雷码或二进制补码。每个adc通道均有一个数据输出时钟(dco),用来确保接收逻辑具有正确的锁存时序。该器件支持1.8v和3.3v两种cmos电平,输出数据可以在单条输出总线上多路复用。
sc1252在连续转换模式或单次触发模式下工作,转换后自动断电,并大大降低空闲期间的电流消耗。
sc1252用于电源采集模块的优势:
1. 低电流消耗,200mhz模拟输入频率下具备70db的snr和74db的sfdr,80msps的产品每通道功耗仅为68mw,大大降低了整个系统的功耗。
2. 1.8v~3.3v宽电压输入范围,降低整体电路设计难度。
3. sc1252内置高性能采样保持电路、一个片内基准电压源、一个时钟振荡器和一个i2c接口。这些功能可以在减少所需的外部电路同时提高整体性能。
4. sc1252采用符合rohs标准的64引脚的qfn封装,有效缩小电路板体积设计。
应用场合
通信
分集无线电系统
多模式数字接收器
i/q解调系统
智能天线系统
电池供电仪表
手持式示波器
便携式医疗成像
超声
雷达/lidar
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