TIDA-01576

Referenzdesign für hochgenaues Analogeingangsmodul mit 16-Bit-A/D-Wandler mit 1 MSPS und simultaner

Designdateien

TIDA-01576

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Überblick

Dieses Referenzdesign misst präzise 16-Kanal AC-Spannungs- und Stromeingänge mit einem präzisen 16-Bit-SAR-ADC über einen weiten Eingangsbereich. Dieser Bereich umfasst Schutz- und Messanforderungen (einschließlich Abtastanforderungen gemäß IEC 61850-9-2), welche die Systemauslegung vereinfachen und die Wiederholbarkeit der Auslösezeit, Leistung und Zuverlässigkeit verbessern. Das AC-Analog-Eingangsmodul (AIM) ist über einen digitalen Isolator mit integriertem Stromwandler oder über einen sechskanaligen Digitalisolator vom Host-Prozessor isoliert. In der einfachsten Konfiguration kann ein komplettes AC AIM mit nur fünf TI-Produkten entwickelt werden, um die Systemkosten und -größe zu optimieren. Die Alarmfunktion identifiziert die AC AIM-Fehler auf Basis von Stichproben für eine schnellere Fehlererkennung. Der ADC verfügt über einen zusätzlichen Hilfskanal zur Diagnose des Ausgangs der Stromversorgung des Digitalisolators oder zur Kompensation der gemessenen Analogeingänge für Temperaturdrift.

Merkmale

Basiert auf dem ADS8688A 16-Bit ADC (kompatibel mit ADS8668 oder ADS8698) und unterstützt bis zu 16 analoge Eingänge durch Verkettung von zwei ADCs oder Anschluss von zwei ADCs in einer Konfiguration mit zwei SDO-Ausgängen.
AC-Analogeingangsmodul bietet eine spektrale Leistung von ENOB von > 14,9 Bit, SNR von > 91 DB und THD von > –110 DB mit isolierter Schnittstelle.
Die ADC-Schnittstelle ist vom Host isoliert, um die Systemsicherheit unter rauen Betriebsbedingungen zu erhöhen. Dazu wird der digitale Trennverstärker ISOW7841 mit integriertem Leistungswandler verwendet, der einen Ausgangsstrom von > 60 mA mit einem Wirkungsgrad von >=45 % liefert, oder der digitale Trennverstärker ISO7763 mit externer isolierter Stromversorgung.
Zu den Diagnosefunktionen gehören die Überwachung von Ausgangsspannung und Welligkeit, Spannungsüberwachung, integrierter Temperatursensor, LEDs für Leistung und Alarmausgang.
PHI Precision Host Interface Processor Board verbunden mit TIDA-01576 und GUI mit Breakout Board für schnelle Leistungsbewertung. Phasenkompensation über GUI für simultane Abtastung von Eingangsabtastwerten

Industrieanwendungen

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Eine voll bestückte Platine wurde nur für Test- und Leistungsvalidierung entwickelt. Sie wird nicht zum Verkauf angeboten.

Designdateien und Produkte

Designdateien

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Designleitfaden — TIDA-01576

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Überblick über Referenzdesigns und verifizierte Leistungstestdaten

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Assembly drawing — TIDA-01576

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Detaillierter Überblick über das Design-Layout zur Bestimmung der Position der Komponenten

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Bill of materials (BOM) — TIDA-01576

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Vollständige Liste mit Designkomponenten, Referenz-Bezeichnern und Hersteller-/Teilenummern

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CAD/CAE symbol — TIDA-01576

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Dateien für 3D-Modelle oder 2D-Zeichnungen von IC-Komponenten

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Gerber file — TIDA-01576

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Designdatei mit Informationen zur physikalischen Platinenschicht der Design-Platine

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PCB layout — TIDA-01576

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Leiterplattenschicht-Plotdatei zur Erstellung des Design-Layouts der Leiterplatte

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Schematic — TIDA-01576

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Detailliertes Schaltplandiagramm für Design-Layout und Komponenten

Produkte

Enthält TI-Produkte in der Entwicklung und mögliche Alternativen.

Halbleiter

LM35 — Analoger Hochspannungs-Temperatursensor 1C, 10 mV/C

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Präzisionsoperationsverstärker (Vos < 1 mV)

OPA2188 — Rauscharmer Operationsverstärker, 0,03µV/°C, 6µV Vos, mit Rail-to-Rail-Ausgang, 36 V Zero-Drift

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TVS-Dioden

TVS3300 — Flat-Clamp-Spannungsspitzenschutzbaustein, 33V

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Präzisions-ADCs

ADS8678 — SAR-ADC, 14 Bit, 500 kSPS, 8 Kanäle, mit bipolaren Eingängen an 5-V-Stromversorgung

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Präzisions-ADCs

ADS8698 — SAR-ADC, 18 Bit, 500 kSPS, 8 Kanäle, mit bipolaren Eingängen an 5-V-Stromversorgung

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Lastschalter

TPS22944 — Lastschalter, 5,5 V, 0,1 A, 500 mΩ, mit Strombegrenzung und Active-High-Aktivierung

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Instrumentenverstärker

INA188 — Nulldrift-Instrumentenverstärker, 36 V, mit Rail-to-Rail-Ausgang

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Isolierte Stromversorgungsmodule (integrierter Transformator)

UCC12050 — Hocheffizienter DC/DC-Wandler, 500 mW, mit Isolierung bis 5 kVRMS

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Transformatortreiber

SN6505B — Rauscharmer 1-A-, 420-kHz-Transformatortreiber mit Softstart-Funktion für isolierte Stromversorgunge

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Präzisions-ADCs

ADS8688A — SAR-ADC, 16 Bit, 500 KSPS, 8 Kanäle, mit Bipolar-Eingängen unter Verwendung einer 5-V-Stromversor

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Serienspannungsreferenzen

REF6041 — Hochpräzise Spannungsreferenz, 4,096 V, 5 ppm/°C, mit integriertem Puffer & Aktivierungspin

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Linear- und Low-Dropout-Regler (LDO)

TPS7A39 — Rauscharmer zweikanaliger positiver und negativer Low-Dropout-Spannungsregler mit 150 mA, 33 V und h

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Analoge Temperatursensoren

LMT70 — Snaloger Temperatursensor, 0,1 C, -5,19 mV/C, hochpräzise abgestimmte Paare, Ausgangsfreigabepin

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Universal-Operationsverstärker

OPA2171 — Energieeffizienter Zweifach-Operationsverstärker, 36 V, 3 MHz

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Präzisions-ADCs

ADS8686S — 16-kanaliger 16-Bit 1-MSPS Dual-ADC mit simultaner Abtastung und integriertem analogem Frontend (AFE

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Präzisions-ADCs

ADS8688 — SAR-ACD 16 Bit, 500 kSPS, 8 Kanäle, mit bipolaren Eingangsbereichen und Betrieb an einzelner Stro

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Reset- und Watchdog-ICs

TPS3836 — Active-Low-, Push-Pull-, Nano-Power-Überwacher mit manueller Rücksetzung

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Linear- und Low-Dropout-Regler (LDO)

TPS709 — 150-mA, 30 V, Ultra-Low-IQ, Low-Abfallspannungsregler mit Rückstromschutz und Freigabe

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Serienspannungsreferenzen

REF50 — Rauscharme, extrem driftarme Präzisionsspannungsreferenz mit großem VIN-Bereich

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Stromversorgung und Treiber für LCD & OLED -Displays

TPS65131 — Split-Rail-Wandler mit zweifachem, positivem und negativem Ausgang (typischerweise 750 mA)

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Isolierte Stromversorgungsmodule (integrierter Transformator)

UCC12040 — Hocheffizienter DC/DC-Wandler, 500 mW, mit Isolierung bis 3 kVrms

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AC/DC- und DC/DC-Wandler (integrierter FET)

REG71055 — Abwärts-/Aufwärtsladungspumpe, 60 mA, 5,5 V, in ThinSOT-23

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Digitalisolatoren

ISO7820 — Zweikanaliger, verstärkter digitaler Isolator, 2/0, höchste Dämmeigenschaften

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Präzisions-ADCs

ADS8668 — SAR-ADC, 12 Bit, 500 kSPS, 8 Kanäle, mit bipolaren Eingängen an 5-V-Stromversorgung

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Linear- und Low-Dropout-Regler (LDO)

TPS7A49 — Rauscharmer, einstellbarer Low-Dropout-Spannungsregler, 150 mA, 36 V, hoher PSRR mit Aktivierung

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Linear- und Low-Dropout-Regler (LDO)

TPS791 — Low-Dropout-Spannungsregler, 100 mA, rauscharm, mit Aktivierung

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Halbleiter

ISO7762 — Robuster 6-kanaliger verstärkter 4/2-Digitalisolator mit EMV-Schutz

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Signalisolatoren mit integrierter Stromversorgung

ISOW7841 — Vierkanaliger Digitalisolator, verstärkt isoliert, 3/1, mit integrierter Stromversorgung

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Digitalisolatoren

ISO7763 — Robuster 6-kanaliger verstärkter 3/3-Digitalisolator mit EMV-Schutz

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Linear- und Low-Dropout-Regler (LDO)

TPS7A47 — Rauscharmer Spannungsregler mit hohem PSRR und niedrigem Dropout, 1 A, 36 V, mit Aktivierung

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MOSFETs

CSD17571Q2 — 30 V, N-Kanal-NexFET™-Leistungs-MOSFET, Einzel-SON 2 mm x 2 mm, 29 mOhm

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Digitalisolatoren

ISO7720 — Robuster, zweikanaliger, verstärkter 0/2-Digitalisolator mit EMV-Schutz

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Digitalisolatoren

ISO7841 — Vierkanaliger, verstärkter digitaler Isolator, 3/1, höchste Dämmeigenschaften

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Technische Dokumentation

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= Von TI ausgewählte Top-Dokumentation

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	Typ	Titel		Datum
*	Designleitfaden	High-Accuracy Analog Input Mod RefDes 16-bit 1-MSPS Dual Simul (Rev. A)	PDF \| HTML	22.04.2020
	Product overview	Isolated Power Topologies for PLC I/O Modules and Other Low-Power Applications (Rev. A)	PDF \| HTML	20.08.2024
	Technischer Artikel	Interfacing multiple ADCs to a single processor for grid protection and control	PDF \| HTML	13.09.2018

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