模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC連接著現(xiàn)實(shí)模擬世界與電子系統(tǒng)，一直是芯片產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠。隨著技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，ADC產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出越來(lái)越清晰的發(fā)展趨勢(shì)，高采樣率、高分辨率以及低功耗是未來(lái)的發(fā)展方向。隔離式ADC，作為ADC門(mén)類(lèi)下極具代表性的一類(lèi)產(chǎn)品，因?yàn)槠渌鶐У母綦x技術(shù)增強(qiáng)了性能并延長(zhǎng)了使用壽命，是ADC性能突破和高集成度簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān)的例證之一。

對(duì)于隔離式高性能ADC而言，隔離技術(shù)一方面要注意隔離時(shí)鐘，另外則要注意隔離電源。ADC（采樣時(shí)鐘或轉(zhuǎn)換信號(hào)）的時(shí)鐘隔離，是為了以防熱端不產(chǎn)生時(shí)鐘，同時(shí)為了高性能，時(shí)鐘需要無(wú)抖動(dòng)；隔離電源通常在10 W以下范圍內(nèi)，一般應(yīng)用反激式轉(zhuǎn)換器或者推挽式轉(zhuǎn)換器。

其實(shí)還有一個(gè)數(shù)據(jù)隔離，數(shù)據(jù)隔離可以通過(guò)數(shù)字隔離器實(shí)現(xiàn)。只需將SPI信號(hào)SPI時(shí)鐘、SDO、SCK和Busy連接到數(shù)據(jù)隔離器，確保數(shù)據(jù)路徑得到隔離的隔離數(shù)據(jù)。

目前主流廠商如TI，ADI等都在這一門(mén)類(lèi)下推出了高性能產(chǎn)品。

TI AMC系列隔離式ADC

AMC1106

AMC1106M05具有±50mV 輸入和CMOS接口，這款隔離式ADC的輸出與輸入電路由抗電磁干擾性能極強(qiáng)的電容式隔離層隔開(kāi)。

這個(gè)系列的輸入級(jí)對(duì)直接連接到分流電阻器或其他低電壓等級(jí)信號(hào)源的情況進(jìn)行了優(yōu)化，子啊交流和直流性能上表現(xiàn)十分出色，通常用于多相電量計(jì)。在低輸入電壓范圍內(nèi)，使用較小電阻值的分流電阻器最大限度地降低了功率耗散。

出色的直流性能帶來(lái)了高精度，這個(gè)系列的產(chǎn)品在失調(diào)和增益誤差上極小。失調(diào)誤差僅為±50 μV，增益誤差則為±0.2%。

AMC1303

AMC1303是一系列高精度具有內(nèi)部時(shí)鐘的Δ-Σ 調(diào)制器，這款隔離式ADC的輸出與輸入電路也由抗電磁干擾性能極強(qiáng)的電容式雙隔離層隔開(kāi)。不同于上一系列的是該隔離層經(jīng)過(guò)認(rèn)證，可以按照標(biāo)準(zhǔn)提供高達(dá)7000 V_PK的增強(qiáng)型隔離。與隔離式電源結(jié)合使用時(shí)，該隔離式調(diào)制器可將以不同共模電壓等級(jí)運(yùn)行的系統(tǒng)的各器件隔開(kāi)，并防止較低電壓器件損壞。

該器件有10MHz和20MHz兩種時(shí)鐘選項(xiàng)，可在78kSPS的有效輸出數(shù)據(jù)速率下實(shí)現(xiàn)85dB動(dòng)態(tài)范圍的16位分辨率。在工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、光電逆變器、功率因數(shù)校正電路等方面有廣泛的應(yīng)用。

除此之外TI還有AMC1306系列，這一系列與1303系列有些類(lèi)似，但是增加了CMOS接口，具有高CMTI。

ADI系列隔離式ADC

ADuM7704

ADuM7704 基于ADI的iCoupler技術(shù)，通過(guò)片內(nèi)數(shù)字隔離功能，可將模擬輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為高速單位的數(shù)據(jù)流。模擬輸入由高性能模擬調(diào)制器持續(xù)采樣，并轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)速率高達(dá)21 MHz 的1密度數(shù)字輸出流。使用適當(dāng)?shù)膕inc3數(shù)字濾波器重構(gòu)原始信息，可以在78.1 kSPS 時(shí)以 256 抽取率和 20 MHz 主時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)86 dB的信噪比。

這個(gè)系列的串行接口采用了數(shù)字隔離，高速互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 (CMOS) 技術(shù)與整體式變壓器技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了片內(nèi)隔離，因此能提供比光耦合器套件等替代方案更出色的性能特點(diǎn)。

ADE7912

ADE7912是隔離式3通道Σ-Δ型ADC，可應(yīng)用在基于分流器的三相電表、電能質(zhì)量監(jiān)控、太陽(yáng)能逆變器等這些器件中。數(shù)據(jù)與電源隔離依然是ADI的iCoupler技術(shù)。

ADE7912集成了兩個(gè)24位ADC，電流ADC可在3 kHz信號(hào)帶寬內(nèi)提供67 dB信噪比，而電壓ADC可在相同的帶寬內(nèi)提供72 dB信噪比。iCoupler芯片級(jí)技術(shù)還能隔離ADC第一級(jí)和第二級(jí)之間的邏輯信號(hào)，所以基于iCoupler的隔離式ADC可以做到小尺寸和完全隔離，在性能上有明顯的增強(qiáng)，同時(shí)器件使用壽命也顯著延長(zhǎng)。

小結(jié)

隔離式ADC和普通ADC在本質(zhì)上沒(méi)有太大區(qū)別。普通ADC也可以通過(guò)光藕或者數(shù)字隔離器與主電路隔離，而隔離ADC把這一塊都做到了芯片里面，不同的隔離方案與隔離技術(shù)都會(huì)對(duì)ADC性能產(chǎn)生巨大影響。數(shù)據(jù)隔離對(duì)整體系統(tǒng)影響較小，而時(shí)鐘和電源的隔離技術(shù)選擇對(duì)器件性能有直接作用。