TIDA-01214

采用 16 位 ADC 和数字隔离器的隔离式高精度模拟输入模块参考设计

TIDA-01214

设计文件

概述

This reference design provides accurate measurements of AC voltage and current inputs using a precision 16-bit SAR ADC over a wide input range, covering protection and measurement range (including sampling requirements of IEC 61850-9-2), simplifying system design and improving trip time performance and reliability. The analog input module (AIM) is isolated from the host processor using a digital isolator with an integrated power. For a limited function and cost optimized  design approach, An AC AIM can be designed using only three TI products, reducing system cost and board size. The alarm feature identifies the AC analog input faults on a sample basis for faster fault detection. The ADC has an additional auxiliary channel to diagnose the supply output of the digital isolator. A 12-bit ADS8668 ADC with a gain amplifier can increase the dynamic range by using programmable internal ranges, further optimizing the system cost.

特性
  • This reference design is based on ADS8688A 16-bit SAR ADC and supports measurement of up to 16 analog inputs by daisy chaining
  • ADC interface isolated from host for improved safety in harsh operating conditions using ISOW7841 with integrated power converter providing current output of > 60 mA with efficiency ≥ 45%
  • AC AIM provides ENOB of > 14.9 bits, SNR of > 91 dB, and THD of > –110 dB
  • 12-bit ADC8668 with front-end gain amplifier for increasing dynamic range of low-voltage output sensors in cost-optimized applications
  • Load switch used at input of ISOW7841 to protect AC AIM during output overload

我们开发的全面组装电路板仅用于测试和性能验证,不可用于销售。

设计文件和产品

设计文件

下载现成的系统文件,加快您的设计过程。

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参考设计概述和经过验证的性能测试数据

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设计布局和元件的详细原理图

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设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

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元件放置方式设计布局的详细原理图

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IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

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包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

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用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

N 沟道 MOSFET

CSD17571Q2采用 2mm x 2mm SON 封装的单路、29mΩ、30V、N 沟道 NexFET™ 功率 MOSFET

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串联电压基准

REF50404.096V、3µVpp/V 噪声、3ppm/°C 温漂、精密串联电压基准

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串联电压基准

REF6041具有集成缓冲器和使能引脚的 4.096V、5ppm/°C 高精度电压基准

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仪表放大器

INA333低功耗、零漂移、精密仪表放大器

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升压转换器(集成开关)

LM50013.1V 至 75V 宽输入电压、1A 电流模式非同步开关模式稳压器

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升压转换器(集成开关)

TPS61040采用 SOT-23 封装的 28V、400mA 开关升压转换器,适用于 LCD 和白光 LED 应用

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变压器驱动器

SN6505B适用于隔离电源的低噪声、1A、420kHz 变压器驱动器

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同相缓冲器和驱动器

SN74LVC1G17具有施密特触发输入的 1.65V 至 5.5V 单路缓冲器

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带有集成电源的信号隔离器

ISOW7841具有集成电源的四通道、3/1、增强型数字隔离器

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数字隔离器

ISO7741EMC 性能优异的四通道、3/1、增强型数字隔离器

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数字隔离器

ISO7841高隔离额定值、四通道、3/1、增强型数字隔离器

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模拟温度传感器

LMT70具有高精度匹配对和输出使能引脚的 -5.19mV/C、0.1C 模拟温度传感器

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比较器

TLV3012具有基准电压的低功耗比较器(推挽)

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电荷泵(无电感器)

LM27762具有集成 LDO 的低噪声正负输出电荷泵

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电荷泵(无电感器)

REG71055采用 ThinSOT-23 封装的 60mA、5.5V 降压/升压电荷泵

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电荷泵(无电感器)

TPS60241具有 5.0V 固定输出、适用于 VCO 电源的 170uVrms 零纹波开关电容升压转换器

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电荷泵(无电感器)

TPS60403具有固定 250kHz 操作的 60mA 电荷泵电压反向器

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监控器和复位 IC

TPS3808具有可编程延迟和手动复位功能的低静态电流监控器

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监控器和复位 IC

TPS3836具有手动复位功能的低功耗、推挽式、毫微功耗监控器

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精密 ADC (<=10MSPS)

ADS8668采用 5V 电源并具有双极性输入的 12 位、500kSPS 8 通道 SAR ADC

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精密 ADC (<=10MSPS)

ADS8678采用 5V 电源并具有双极性输入的 14 位、500kSPS 8 通道 SAR ADC

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精密 ADC (<=10MSPS)

ADS8688具有双极输入范围的 16 位 500kSPS 8 通道单电源 SAR ADC

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精密 ADC (<=10MSPS)

ADS8688A采用 5V 电源和低漂移 VREF 的 16 位 500kSPS 双极输入 8 通道 SAR ADC

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精密 ADC (<=10MSPS)

ADS8698采用 5V 电源并具有双极性输入的 18 位、500kSPS 8 通道 SAR ADC

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精密运算放大器 (Vos<1mV)

OPA320高精度、零交叉 20MHz、0.9pA Ib、RRIO、CMOS 运算放大器

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精密运算放大器 (Vos<1mV)

OPA376精密 (0.025mV)、低噪声 (7.5nV/rtHz)、低静态电流 (760uA) 运算放大器

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精密运算放大器 (Vos<1mV)

OPA41800.1 uV/C 漂移、四通道、低噪声、轨到轨、36V 零漂移运算放大器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS717具有使能功能的 150mA、高 PSRR、低 IQ、低压降稳压器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS723具有使能功能的 200mA、负电压、可调节低压降稳压器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS791具有使能功能的 100mA、低噪声、低压降稳压器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS7A49具有使能功能的 150mA、36V、低噪声、高 PSRR、可调节低压降稳压器

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负载开关

TPS22944使能端高电平有效、具有电流限制的 5.5V、0.1A、500mΩ 负载开关

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通用运算放大器

OPA322Single, 5.5-V, 20-MHz, 65-mA output current, low noise (8.5-nV/√Hz) operational amplifier

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类型 标题 下载最新的英文版本 日期
设计指南 采用 16 位 ADC 的隔离式高精度模拟输入模块参考设计 (Rev. A) 下载英文版本 (Rev.A) 2018年 8月 28日

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