AD74412R四通道、软件可配置输入/输出技术手册

概述
AD74412R 是一款适用于楼宇和过程控制应用的四通道软件可配置输入/输出解决方案。AD74412R 包含用于模拟输出、模拟输入、数字输入和电阻温度检测器 (RTD) 测量的功能，这些功能集成在一个单芯片解决方案中，并具有与串行端口接口 (SPI) 兼容的接口。
数据表：*附件：AD74412R四通道、软件可配置输入 输出技术手册.pdf

该套件采用一个 16 位 Σ-∆ 模数转换器 (ADC) 和四个可配置的 13 位数模转换器 (DAC)，可提供四个可配置输入/输出通道和一套诊断功能。

AD74412R 可提供多种模式。这些模式是电压输出、电流输出、电压输入、外部供电的电流输入、环路供电的电流输入、外部 RTD 测量、数字输入逻辑和环路供电的数字输入。

AD74412R 包含一个高精度 2.5 V 内部基准电压源，用于驱动 DAC 和 ADC。

产品聚焦

1. 四通道软件可配置通道。
2. 内置诊断和报警特性。
3. 可靠的架构。按照 IEC61000-4-5 标准，已在高达 ±1 kV 电压下对具有非屏蔽电缆的输入/输出端子进行浪涌测试。

应用

• 楼宇控制系统
• 过程控制
• 工业自动化

特性

• 四通道软件可配置输入/输出电路
• 具有抗 ±40 V 保护能力的螺纹端子
• 阻止电力从螺纹端子流向电源的线路保护装置
• 六种可配置模式
  • 电压输入
  • 电流输入
  • 电压输出
  • 电流输出
  • 数字输入
  • RTD 测量
• 具有可选 50 Hz 和 60 Hz 抑制性能的内部 16 位 Σ-∆ ADC
• 13 位单调 DAC
• 可实现真正零电压输出的电荷泵
• 内部温度传感器，精度为 5°C
• 片内诊断，包括开路和短路检测
• 可靠的架构
• SPI
• 温度范围：−40°C 至 +85°C
• 64 引脚 LFCSP

框图

时序图

引脚配置描述

典型性能特征

操作理论

AD74142R 是一款四通道软件可配置输入/输出专用标准产品（ASSP），旨在满足楼宇控制、过程控制和工业自动化应用的需求。该器件提供了一个用于输入和输出操作的全集成单芯片解决方案。AD74142R 具有 16 位Σ-Δ型 ADC 和多个数模转换器（DAC），采用 9 mm × 9 mm、64 引脚的 LFCSP 封装。四个通道可通过向配置寄存器写入内容进行配置。用户可通过 AD74142R 寄存器映射（详见表 28），细化每种操作模式的默认配置。有关 AD74142R 详细功能框图，请参见图 34。

坚固架构

AD74142R 系统在嘈杂环境中具有高稳定性，能够承受诸如线路误接和电涌等过压情况。
片上线路保护器可确保当 I/OP_x 和 I/ON_x 螺丝端子的电位高于 AVD 引脚时，不会向芯片供电。
图 34 和表 27 中所示的推荐外部组件（包括瞬态电压抑制器 TVS），能够抵御输入和输出端子上 1 kV 的电涌，且已通过 IEC61000 - 4 - 5 标准测试。
使用推荐的组件时，I/OP_x 和 I/ON_x 螺丝端子可承受高达直流±40 V 的过电压（由外部 TVS 限制）。

SPI 接口内置循环冗余校验（CRC）功能，可确保在嘈杂环境中实现无差错通信。

串行接口

AD74142R 通过灵活的四线串行接口进行控制，该接口在表 11 中列出的 t1 参数下，时钟速度可达 24 MHz，兼容 SPI、QSPI、MICROWIRE 和 DSP 标准。数据编码始终为二进制。

DAC 架构

AD74142R 包含四个 13 位 DAC，每个通道一个。每个 DAC 核心是一个 13 位串型 DAC。该架构由一系列阻值为 R 的电阻组成，加载到 DAC_CODEx 寄存器中的数字输入代码决定了从串型 DAC 的哪个节点抽取电压，并馈入输出放大器。这种架构本质上具有单调性和线性度。