TIDA-01576

High accuracy analog input module reference design with 16-bit 1-MSPS dual simultaneous-sampling ADC

TIDA-01576

设计文件

概述

此参考设计可在宽输入范围内使用精密的 16 位 SAR ADC 准确测量 16 通道交流电压和电流输入。该范围涵盖了保护和测量要求(包括符合 IEC 61850-9-2 的采样要求),可简化系统设计并改善跳闸时间可重复性、性能和可靠性。此参考设计使用带有集成电源转换器的数字隔离器或使用六通道数字隔离器将交流模拟输入模块 (AIM) 与主机处理器相隔离。在最简单的配置中,仅使用五个 TI 产品即可设计出完整的 AC AIM,因此可优化系统成本和尺寸。警报功能可基于样本确定交流 AIM 故障,从而更快地检测故障。ADC 具有额外的辅助通道可用于诊断数字隔离器电源的输出,或用于为测得的模拟输入进行温度漂移补偿。

特性
  • 基于 ADS8688A 16 位 ADC(与 ADS8668 或 ADS8698 兼容),并采用菊链方式连接两个 ADC 或在双 SDO 输出配置中连接两个 ADC 以支持多达 16 路模拟输入
  • 交流模拟输入模块提供 ENOB 大于 14.9 位、SNR 大于 91DB 且 THD 大于 -110DB 的频谱性能,并具有隔离接口
  • 使用具有集成电源转换器(提供大于 60mA 的电流输出且效率不低于 45%)的 ISOW7841 数字隔离器或将 ISO7763 数字隔离器与外部隔离式电源相结合,使 ADC 接口与主机实现隔离以提高严苛工作条件下的系统安全性
  • 诊断特性,包括监控电源输出和纹波、电压监控器、板载温度传感器以及电源和警报输出 LED
  • PHI 精密主机接口处理器板使用分线板连接到 TIDA-01576 和 GUI,便于快速评估性能。用 GUI 进行相位补偿以实现对输入样本的同时采样

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。

ESD 和浪涌保护 IC

TVS330033V 平缓钳位浪涌保护器件

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LCD 和 OLED 显示电源和驱动器

TPS65131具有双路正负输出(750mA 典型值)的双电源转换器

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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

REF50252.5V、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

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

INA18836V、零漂移、轨到轨输出仪表放大器

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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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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

ISO7720EMC 性能优异的双通道、2/0、增强型数字隔离器

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数字隔离器

ISO7762EMC 性能优异的六通道、4/2、增强型数字隔离器

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数字隔离器

ISO7763EMC 性能优异的六通道、3/3、增强型数字隔离器

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数字隔离器

ISO7820高隔离额定值、双通道、2/0、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

LM3510mV/C、1C 高压模拟温度传感器

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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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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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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

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

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

ADS8686S具有集成模拟前端 (AFE) 的 16 通道 16 位 1MSPS 双路同步采样 ADC

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精密 ADC

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

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

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)

OPA21880.03μV/°C、6μV Vos、低噪声、轨到轨输出、36V 零漂移运算放大器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS709具有反向电流保护和使能功能的 150mA、30V、超低 IQ、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

TPS7A39150mA、33V、低噪声、高 PSRR、双通道、正负电压范围、低压降稳压器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS7A47具有使能功能的 1A、36V、低噪声、高 PSRR、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

OPA2171Dual, 36-V, 3-MHz, low-power operational amplifier

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隔离式 DC/DC 转换器

UCC12040500mW、高效 3kVrms 隔离式直流/直流转换器

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隔离式 DC/DC 转换器

UCC12050500-mW、高效 5-kVrms 隔离式直流/直流转换器

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