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MCP3914八路模擬前端的特性及評估板的應用

電子設計 ? 來源:郭婷 ? 作者:電子設計 ? 2019-05-09 08:06 ? 次閱讀

Microchip公司的MCP3914是3V八路模擬前端(AFE),它包括8個同步取樣的Delta-Sigma模數轉換器ADC)、8個PGA、相位延遲補償區塊、低漂移基準電壓、數字失調和增益誤差校準寄存器以及高速20MHz SPI兼容的串口。

MCP3914 ADC是完全可配置的,主要功能如下:16/24-bit分辨率,32過采樣率(OSR)為32-4096,增益從1倍~ 32倍,獨立的關機和復位,抖動和自動調零。

其大大簡化通信,具有8位命令,包括各個連續的讀/寫模式,和16/24/32-bit數據格式,可以通過直接存儲器存取(DMA),一個8/16或32位單片機進行訪問,其獨立的數據引腳可以直接連接到MCU的中斷請求(IRQ)輸入。

該MCP3914包括先進的安全功能來保護通信和配置設置,如,兩個串行數據輸出的CRC-16校驗,和靜態寄存器映射配置。它還包括一個寄存器映射鎖(通過8位安全密鑰),以阻止不必要的寫命令。

該MCP3914可以與多種電壓,電流傳感器,包括分流器、電流互感器、Rogowski線圈和霍爾效應傳感器相連接。

MCP3914八路模擬前端的特性及評估板的應用

圖1 MCP3914功能框圖

MCP3914主要特性

●八個同步采樣24位分辨率的,Delta-Sigma模擬至數字(A/D)轉換器

●94.5dB SINAD,-107dBc的總諧波失真(THD)(最多35諧波),112dBFS的SFDR(每個通道)。

●實現了10000:1的動態范圍0.1%典型有功功率測量誤差

●先進的安全特性

- 對安全的數據傳輸所有通訊的16位循環冗余校驗(CRC)校驗

- 16位CRC校驗和中斷警惕寄存器映射配置

- 寄存器映射鎖(8位安全密鑰)

●2.7V~3.6V AVDD,DVDD

●可編程數據速率高達125ksps:

- 4MHz最大采樣頻率

- 16MHz最大主時鐘

●過采樣率高達4096

●0μA超低功耗關斷模式

●-122dB的通道間的串擾

●低漂移1.2V內部參考電壓:10PPM /℃

●差分參考電壓輸入引腳

●每個通道的高增益可編程增益放大器(PGA)(高達32 V/V)

●相位延遲補償(1μs時間分辨率)

●獨立的數據就緒引腳,輕松同步

●單個24-bit數字偏移和增益誤差校正(每個通道)

●高速20MHz串行外設接口(SPI)(模式0,0和1,1兼容性)

●最小傳播時間連續讀/寫模式,與專用16/32-位模式

●可以40引腳UQFN封裝

●擴展級溫度范圍:-40℃~+125℃

MCP3914應用

●多相電能表

電能計量和功率測量

●汽車

●便攜式儀表

●醫療和電源監控

MCP3914八路模擬前端的特性及評估板的應用

圖2 MCP3914應用框圖

圖3 MCP3914 ADC評估板外形圖

MCP3914 ADC評估板

用于16位MCU系統的MCP3914 ADC評估板,可以評估MCP3914八通道AFE的性能。它還是一個開發平臺,用于基于16位PIC設備的應用程序(使用現有的100引腳PIC單片機接插模塊PIM系統,與Explorer 16,及其他高引腳數PIC器件為基礎的演示板兼容)。該系統配備了一個編程PIC24FJ256GA110 PIM模塊,與能源管理工具軟件進行數據交換和ADC設置通信。

MCP3914 ADC評估板用于16位MCU,采用了能源管理實用程序軟件,通過USB連接到電路板上,進行MCP3914的評價。下載這個軟件的鏈接可以在評估板的網頁上找到。有關使用此軟件的說明,請參閱支持文檔(應用程序安裝包中)。

評估板主要特性

●八通道ADC MCP3914輸出顯示,使用串口通信連接PC軟件界面

●同時57ksps在OSR32地址回路全部或95dB SINAD(MCP3914 OSR512性能)

●系統和ADC性能分析(通過圖形化的PC工具顯示噪聲直方圖,頻域(FFT),時域波形圖和統計數值分析)

●強大的硬件設計,與模擬接地和模擬/數字分離,可以進行MCP3914器件的低噪聲評估,包括單獨的電源和4層電路板電源層

●PICtail PLUS連接器,用于Explorer 16開發子板的兼容

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