對于許多應用，監測電力線意味著使用電流互感器和電阻分壓器網絡來檢測三相以及零線電壓和電流，如圖1所示。AD7606B具有高輸入阻抗，可以直接與傳感器接口，簡化了數據采集系統設計，因為AD7606B提供了所有必需的構建模塊。

圖1.AD7606B在典型電力線監控應用中的應用。

AD7606B片內集成了10個獨立的信號鏈，盡管采用5 V單電源供電，仍可接受±5 V或±<> V真雙極性模擬輸入信號。這些特性免除了增設驅動器運算放大器和外部雙極性電源的需要。

每個通道均由21 V模擬輸入箝位保護、具有5 MΩ輸入阻抗的阻性可編程增益放大器、一階抗混疊濾波器和16位SAR ADC組成。此外，還包括一個過采樣率高達256的可選數字平均濾波器和一個低漂移2.5 V基準電壓源，以幫助構建完整的電力線數據采集系統。

除了提供完整的模擬信號鏈外，AD7606B還具有大量校準和診斷功能，可提高系統級性能和魯棒性。

直接傳感器接口

與AD7606不同，AD7606B的輸入阻抗已提高到5 MΩ，使其能夠直接與各種傳感器接口，同時具有兩個直接的優點：

外部串聯電阻（例如濾波或電阻分壓器網絡）引入的增益誤差減小。

傳感器斷開連接時看到的偏移減小，從而可以輕松實現傳感器斷開檢測功能。

外部電阻引起的增益誤差

在工廠修整中，對R有嚴格的控制FB和 R在（典型值為5 MΩ），以便精確設置AD7606B增益。但是，如果在前端放置一個外部電阻，如圖1所示，則實際增益與理想的調整R不同。FB/R在.

R 越高濾波器，增益誤差越大，需要在控制器側進行補償。但 R 越高在，效果越小，R越小濾波器會有。與AD7606的1 MΩ輸入阻抗不同，AD7606B具有5 MΩ輸入，這意味著對于相同串聯電阻，增益誤差將減少約1/5（R濾波器），無需任何校準，如圖2所示。

圖2.串聯電阻引入的增益誤差。

但是，通過在軟件模式下使用AD7606B，可以在片內自動補償每個通道的系統增益誤差，完全無需在控制器端進行任何增益校準計算。

傳感器斷開檢測

傳統上，具有下拉電阻（R帕金森）與傳感器并聯（電流互感器如圖1所示），允許用戶通過監控低于20 LSB的ADC輸出代碼是否重復多個樣本（N）來檢測傳感器何時斷開。

建議有一個 R帕金森遠大于傳感器的源阻抗，以最小化該并聯電阻可能引入的誤差。但是，R 越大帕金森，則傳感器斷開連接時生成的ADC輸出代碼越大，這是不希望的。較大的ADC輸出代碼可能會導致傳感器斷開連接。因為AD7606B具有更大的R在比AD7606，對于給定的R帕金森，如果傳感器斷開連接，ADC輸出代碼會更低，如圖3所示，從而降低了誤報的風險。

圖3.傳感器與ADC模擬輸入斷開時的失調誤差。

當AD7606B進入軟件模式時，具有開路檢測功能，消除了檢測傳感器斷開的后端軟件的負擔。在對樣本數N（圖3示例中的N = 4）進行編程后，如果報告較小直流值的多個樣本的模擬輸入仍然存在，則算法將自動運行并在模擬輸入信號斷開時置位一個標志。

圖4.傳感器斷開檢測。

系統級性能

系統偏移校準

如圖1所示，使用一對外部電阻時，它們之間的任何不匹配都會導致失調。當傳感器接地時，該失調可以作為ADC輸出代碼進行測量。然后，通過對相應的通道失調寄存器進行編程，可以在轉換結果中添加或減去–128 LSB至+127 LSB的失調，以補償該系統失調。

系統相位校準

CONVST 引腳管理轉換的開始，以便在所有通道上同時觸發該過程。然而，在通過電流互感器（CT）測量電流，而電壓通過分壓器按比例縮小的應用中，電流和電壓通道之間會出現相位不匹配。為了補償這一點，AD7606B可以延遲任何通道上的采樣時刻，以便輸出信號可以同相重新對齊，如圖5所示。

圖5.相位重新對準。

系統穩健性

為了提高系統可靠性，片上集成了多種診斷功能，即：

每個通道上的過壓/欠壓比較器。

一種接口檢查，用于在每個通道上輸出固定數據以驗證通信。

如果嘗試寫入或讀取無效寄存器，則 SPI 讀/寫無效警報。

如果啟動轉換后，“忙”線路持續的時間超過正常時間，則會發出“忙”卡在高電平警報。

如果檢測到內部LDO穩壓器上完全復位、部分復位或上電復位的復位，則復位檢測會發出警報。

CRC可以在存儲器映射，ROM和每個接口通信中執行，以確保正確的初始化和/或操作。

結論

AD7606B為市場帶來了完整的片上數據采集系統。實現了所有模擬前端構建模塊。它提供一整套高級診斷功能，以及增益、失調和相位校準。這樣，AD7606B降低了元件成本和系統設計復雜性，簡化了電力線監控應用的設計過程。

審核編輯：郭婷