Texas Instruments AMC131M02 24位隔离式Δ-Σ模数转换器 (ADC) 是一款精密的双通道数据和电源隔离、24位、Δ-Σ模数转换器。AMC131M02具有宽动态范围的电能测量特定特性和低功耗特性，适用于电能计量和电能计量应用。该器件的输入阻抗高，因此ADC输入可直接连接分流电流传感器或电阻分压器网络。

数据手册：*附件：Texas Instruments AMC131M02 24位隔离式Δ-Σ ADC数据手册.pdf

Texas Instruments AMC131M02具有完全集成的隔离式直流-直流转换器，支持器件低侧的单电源运行。增强型电容隔离栅通过UL1577和VDE 0884-17认证。该隔离栅将系统各部分隔开，以保护低压部分免受损坏。它可在不同共模电压电平下工作，因此AMC131M02非常适合用于采用分流电流传感器的多相电能计量应用。

特性

• 两个隔离式同步采样ΔΣ ADC，具有差分输入
• 单电源运行（3.3V或5V），带集成直流-直流转换器
• 低EMI，符合CISPR-11和CISPR-25标准
• 可编程数据速率高达64kSPS
• 可编程增益高达128
• 低漂移内部电压基准
• 4线SPI接口，带循环冗余校验 (CRC)
• 安全相关认证
  • 7070VPEAK 增强隔离符合 DIN EN IEC 60747-17 (VDE 0884-17)
  • 根据 UL1577，5000VRMS 隔离 1 分钟
• 20引脚宽体SOIC封装

功能框图

AMC131M02隔离式Δ-Σ ADC技术解析与应用指南

一、产品概述

AMC131M02是德州仪器(TI)推出的一款高精度双通道24位隔离式Δ-Σ ADC，具有集成DC/DC转换器，专为能源计量和电力测量应用设计。该器件采用SOIC-20宽体封装，提供7070VPEAK的增强型隔离，符合DIN EN IEC 60747-17和UL1577安全认证标准。

‌关键特性‌：

• 两个隔离、同步采样的Δ-Σ ADC通道，支持差分输入
• 单电源供电(3.3V或5V)，集成DC/DC转换器
• 低EMI设计，符合CISPR-11和CISPR-25标准
• 可编程数据速率高达64kSPS，增益可编程至128倍
• 低漂移内部电压基准(1.2V)
• 带CRC校验的4线SPI接口

二、技术细节解析

1. 架构设计

AMC131M02采用创新的隔离架构：

• ‌电容隔离屏障‌：基于SiO2的电容隔离技术，提供高抗磁场干扰能力
• ‌集成DC/DC转换器‌：包含初级侧LDO、全桥逆变器、空气磁芯变压器和次级侧整流电路
• ‌双通道ADC‌：每个通道包含PGA、Δ-Σ调制器和数字滤波器

‌信号链流程‌：
模拟输入 → 可编程增益放大器(PGA) → Δ-Σ调制器 → 数字滤波器(包含sinc3和快速建立滤波器路径) → 校准逻辑 → SPI接口输出

2. 关键性能参数

‌电气特性‌：

• ‌分辨率‌：24位无失码
• ‌ 积分非线性(INL) ‌：±6ppm FSR
• ‌输入参考噪声‌：10μVRMS(典型值)
• ‌动态范围‌：98dB(增益=1时)
• ‌CMRR‌：110dB(0Hz/50Hz/60Hz)
• ‌CMTI‌：150kV/μs(典型值)

‌增益设置与FSR‌：

增益设置	满量程范围(FSR)
1	±1.2V
2	±600mV
...	...
128	±9.375mV

3. 隔离特性

AMC131M02提供全面的隔离保护：

• ‌安全认证‌：7070VPEAK增强隔离(DIN EN IEC 60747-17)、5000VRMS/1分钟(UL1577)
• ‌隔离参数‌：
  • 外部爬电距离：≥8mm
  • 内部间隙：≥0.021mm
  • 工作电压：1200VRMS(连续)、1700VPEAK(重复)

三、设计注意事项

1. ‌抗混叠滤波‌：
   • 每个通道输入建议添加50Ω+4.7nF RC滤波器
   • 保持滤波器对称性以维持CMRR性能
2. ‌热管理‌：
   • θJA=68.5°C/W(SOIC-20)
   • 高温环境下需考虑降额使用
3. ‌EMI优化‌：
   • 使用推荐铁氧体磁珠(Wurth 74269244182)
   • 验证显示辐射发射低于CISPR 11 B类限值
4. ‌数据同步‌：
   • 多设备应用时，使用SYNC/RESET引脚同步采样
   • 相位校准范围：-OSR/2至(OSR/2)-1个调制器时钟周期

四、评估与调试

‌常见问题处理‌：

现象	可能原因	解决方案
DRDY信号频率异常	DRDY_FMT=1时未及时读取数据	确保每次DRDY下降沿后读取数据
持续F_RESYNC标志	SYNC/RESET异步触发	检查同步信号时序，保持与CLKIN同步
高侧电源故障(SEC_FAIL=1)	DC/DC转换异常	验证DCDC_CTRL配置，检查负载电流