AD7401隔离式Σ-Δ调制器技术手册

概述
AD7401是一款二阶Σ-Δ调制器，采用ADI公司i*Coupler ^®^ 技术的片内数字隔离，能将模拟输入信号转换为高速的1比特的数据流。AD7401采用5V电源供电，可输入±200 mV的差分信号（满量程±320 mV）。模拟调制器对模拟输入信号连续采样，因而无需外部采样保持电路。输入信息包含在数据率最高为20 MHz的输出流中，通过适当的数字滤波器可重构原始信息。串行I/O可采用5 V或3 V电源供电(V DD2 )。

串行接口采用数字式隔离。通过将高速CMOS工艺和单片空芯变压器技术结合在一起，较之传统光耦合器等其它元件来说，片内隔离能提供更加优异的工作特性。该器件内置片内基准电压。
数据表：*附件：AD7401隔离式Σ-Δ调制器技术手册.pdf

应用

--交流电机控制
--数据采集系统
--可替代ADC加光隔离器的方案

特性

• 20 MHz 最大外部时钟速率
• 二阶调制器
• 16位无失码
• 16位时INL典型值为±2 LSB
• 最大失调漂移为3.5 μV/°C
• 片内数字隔离器
• 片内基准电压源
• 低功耗工作： 20 mA（最大值，5.25 V）
• 工作电压范围：-40℃至+105℃
• 16引脚SOIC封装
• 安全和法规认证

框图

引脚配置描述

典型性能特征

工作原理

电路信息

AD7401隔离型Σ - Δ调制器可将模拟输入信号转换为高速（最高2.0 MHz）的单比特数据流；调制器单比特数据的时间平均值与输入信号直接成比例。图23展示了AD7401的一个典型应用电路，该电路用于在模拟输入、电流检测电阻与数字输出之间实现隔离，数字输出随后由数字滤波器处理以提供N位数据字。

模拟输入

AD7401的差分模拟输入采用开关电容电路实现。该电路实现了一个二阶调制器级，可将输入信号数字化为1比特输出数据流。采样时钟（MCLKIN）为转换过程以及输出数据帧时钟提供时钟信号。该时钟源由AD7401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。准确反映模拟输入随时间变化情况的数字流会出现在转换器输出端（见图21） 。

0 V的差分信号（理想情况下）在MDAT输出引脚产生1和0各占50%时间的数据流。200 mV的差分输入会产生1占81.25%时间、0占18.75%时间的数据流。-200 mV的差分输入会产生1占18.75%时间、0占81.25%时间的数据流。

330 mV的差分输入（理想情况下）会产生全为1的数据流。这是AD7401的绝对满量程范围，而200 mV是规定的满量程范围，如表9所示。

要重建原始信息，此输出需要进行数字滤波和抽取。建议使用Sinc⁵滤波器，因为其阶数比AD7401调制器的阶数高一级。若采用256倍抽取率，假设外部时钟频率为16 MHz，得到的16位数据速率为62.5 kHz。图22展示了AD7401相对于16位输出的传递函数 。