ADuM7703 16位隔离式Σ-Δ ADC技术手册

概述
ADuM7703 是一款采用集成低压差 (LDO) 稳压器的高性能二阶 Σ-Δ 模数转换器 (ADC)，具有基于 ADI 公司 iCoupler^®^ 技术的片内数字隔离功能，可将模拟输入信号转换为高速一位数据流。该器件由 4.5 V 至 20 V 电源 (V DD1 ) 供电，可接受 ±250 mV（±320 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器件等替代方案更出色的性能特点。ADuM7703 器件采用 16 引脚宽体 SOIC 封装（工作温度范围为 −40°C 至 +125°C）和 8 引脚宽体 SOIC（工作温度范围为 −40°C 至 +105°C）。
数据表：*附件：ADuM7703 16位隔离式Σ-Δ ADC技术手册.pdf

应用

• 分流器电流监控
• 交流电机控制
• 电源和太阳能逆变器
• 风轮机逆变器
• 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：±0.6 μV/°C（最大值）
• SNR：86 dB（典型值）
• 16 位，无失码
• 满量程模拟输入电压范围：±320 mV
• ENOB：14 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）
• VDD1 上的工作电压为 20 V
• 高 CMTI：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 组件验收通知 5A（申请中）
  • 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

引脚配置描述

典型性能特征

工作原理

电路信息

ADuM7703隔离式Σ - Δ调制器将模拟输入信号转换为高速（最高21 MHz）单比特数据流。调制器输出的时间平均单比特数据流与输入信号成正比。图25展示了ADuM7703的典型应用电路，该电路在模拟输入与数字输出之间提供隔离，数字输出随后由数字滤波器处理以提供N位字。

模拟输入

ADuM7703的伪差分模拟输入通过开关电容电路实现。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ADuM7703的输出数据流提供时钟信号。此时钟信号由外部提供给ADuM7703。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。准确表示输入信号的数字流在转换器输出端出现（见图26）。

0 mV的差分信号理想情况下会在MDAT输出引脚产生交替的1和0的数据流。此输出高电平占50%的时间，低电平占50%的时间。250 mV的差分输入会产生高电平占89.06%时间的1和0数据流。 - 250 mV的差分输入会产生高电平占10.94%时间的1和0数据流。

320 mV的差分输入理想情况下会产生全为1的数据流。 - 320 mV的差分输入理想情况下会产生全为0的数据流。ADuM7703的绝对满量程范围为±320 mV，规定的满量程性能范围为±250 mV，如表13所示。