ADUM7704 16位隔离型Σ-Δ调制器技术手册

概述
ADuM7704 是一款高性能二阶 Σ-Δ 调制器，它基于 ADI公司的 iCoupler^®^ 技术，通过片内数字隔离功能，可将模拟输入信号转换为高速单位的数据流。该套件由 4.5 V 至 20 V 电源 (V DD1 ) 供电，可接受 ±50 mV（±64 mV 满量程）的伪差分输入信号。伪差分输入适合在需要电气隔离的高电压应用中进行并联电压监控。

模拟输入由高性能模拟调制器持续采样，并转换为数据速率高达 21 MHz 的 1 密度数字输出流。可以使用适当的 sinc3 数字滤波器重构原始信息，以便在 78.1 kSPS 时以 256 抽取率和 20 MHz 主时钟实现 86 dB 的信噪比 (SNR)。串行输入和输出使用 5 V 或 3.3 V 电源 (V DD2 ) 运行。

串行接口采用数字隔离。高速互补金属氧化物半导体 (CMOS) 技术与整体式变压器技术相结合，可实现片内隔离，从而提供比光耦合器套件等替代方案更出色的性能特点。ADuM7704 采用 16 引脚、宽体 SOIC_W 封装（工作温度范围为 −40°C 至 +125°C），以及 8 引脚、宽体 SOIC_IC 封装（工作温度范围为 −40°C 至 +105°C）。
数据表：*附件：ADUM7704 16位隔离型Σ-Δ调制器技术手册.pdf

应用

• 分流器电流监控
• AC 电机控制
• 电源和太阳能逆变器
• 风轮机反相器
• 模数和光隔离器替换

特性

• 5 MHz 至 21 MHz 主时钟输入频率
• 失调漂移与温度：±0.25 μV/°C（最大值）
• SNR：82 dB（典型值）
• 16 位，无失码
• 满量程模拟输入电压范围：±64 mV
• ENOB：13 位（典型值）
• I DD1 ：10 mA（最大值）
• 板载数字隔离器
• 工作温度范围
  • −40°C 至 +125°C (16 引脚 SOIC_W)
  • −40°C 至 +105°C (8 引脚 SOIC_IC)
• 高隔离型共模瞬变抗扰度：
  • 150 kV/μs（最小值）, VDD2 = 3.3 V
• 宽体 SOIC
  • 16 引脚 SOIC_W
  • 8 引脚 SOIC_IC，爬电距离更长
• 安全和监管审批
  • UL 认证
    • 5700 V rms 持续 1 分钟，符合 UL 1577 标准
  • CSA 元件验收通知 5A
  • VDE 合规证书
    • DIN V VDE V 0884-10：VIORM = 1270 VPEAK
    • DIN V VDE V 0884-11：VIORM = 1060 V PEAK （待定）

框图

时序图

引脚配置描述

典型性能特征

工作原理

电路信息

ADuM7704隔离式Σ - Δ调制器将模拟输入信号转换为高速（最高1MHz）单比特数据流。转换过程的时间平均单比特数据输出与输入信号直接成比例。图25展示了ADuM7704的典型应用电路，它在模拟输入、电流检测电阻或分流器与数字输出之间提供隔离，然后由数字滤波器对数字输出进行处理，以提供N位字。

模拟输入

ADuM7704的伪差分模拟输入由开关电容电路实现。该电路采用二阶调制器级，将输入信号数字化为单比特输出流。采样时钟（MCLKIN）为转换过程以及输出数据帧提供时钟。该时钟源由ADuM7704外部提供。模拟输入信号由调制器连续采样，并与内部电压基准进行比较。随时间变化的准确表示模拟输入的数字流会出现在转换器输出端（见图26）。

0V的差分信号在MDAT输出引脚理论上会产生由1和0交替组成的数据流。此输出在50%的时间为高电平，在50%的时间为低电平。50mV的差分输入会产生1和0组成的数据流，其中1占89.06%的时间。-50mV的差分输入会产生1和0组成的数据流，其中1占10.94%的时间。

64mV的差分输入理论上会产生全为1的数据流。-64mV的差分输入理论上会产生全为0的数据流。ADuM7704的绝对满量程范围为±64mV，规定的满量程性能范围为±50mV，如表14所示。