ADC可以稱作是模擬芯片領域的明珠。作為一種關鍵器件,ADC設計難度大,專利墻高,所以國內一直處于追趕的狀態。近年來,國產ADC發展極為迅速,逐漸在各項參數上趕上了國際主流水準。
模擬數字轉換器ADC連接著現實模擬世界與電子系統,一直是芯片產業皇冠上的明珠。隨著技術應用 的發展,ADC產業呈現出越來越清晰的發展趨勢, 高采樣率、高分辨率以及低功耗是未來的發展方 向。
隔離式ADC,作為ADC門類下極具代表性的一 類產品,因為其所帶的隔離技術增強了性能并延長 了使用壽命,是ADC性能突破和高集成度簡化設計負擔的例證之一。
隔離式ADC和普通ADC在本質上沒有太大區別。普通ADC也可以通過光藕或者數字隔離器與主電路隔離,而隔離ADC把這一塊都做到了芯片里面,不同 的隔離方案與隔離技術都會對ADC性能產生巨大影 響。數據隔離對整體系統影響較小,而時鐘和電源的隔離技術選擇對器件性能有直接作用。
關于隔離,有三方面需要考慮:
- 確保熱端有電的隔離電源
- 確保數據路徑得到隔離的隔離數據
- ADC(采樣時鐘或轉換信號)的時鐘隔離,以防熱端不產生時鐘
對于隔離式高性能ADC而言,隔離技術一方面要注意隔離時鐘,另外則要注意隔離電源。ADC(采樣時鐘或轉換信號)的時鐘隔離,是為了以防熱端不產生時鐘,同時為了高性能,時鐘需要無抖動;隔離電源通常在10W以下范圍內,一般應用反激式轉換器或者推挽式轉換器。
時鐘隔離是另一項重要任務。如果使用1 MHz采樣速率的20位高性能ADC,例如LTC2378-20,可以實現104 dB的信噪比(SNR)。為了實現高性能,需要無抖動時鐘。為什么不應使用像ADuM14x系列這樣的標準隔離器?標準隔離器會增加時鐘抖動,從而限制ADC的性能。更多詳細信息請參見設計筆記DN1013。
其實還有一個數據隔離,
數據隔離可以通過數字隔離器實現,例如ADuMx系列數字隔離器。這些數字隔離器可用于SPI、I2C、CAN等許多標準接口,例如ADuM140 可用于SPI隔離。 為了實現數據隔離,只需將SPI信號SPI時鐘、SDO、SCK和Busy連接到數據隔離器,確保數據路徑得到隔離的隔離數據。在數據隔離中,電能通過感性隔離柵從初級側傳輸到次級側。需要添加電流返回路徑,這由電容來完成。該電容可以在PCB中利用重疊平面實現。
目前主流廠商如TI,ADI等都在這一門類下推出了高性能產品。