电机控制中常用的隔离式ADC器件AD7401A

2018年08月03日

在设计电机控制类电路的过程中,我们会经常碰到非常头痛的问题,数字信号经常受到模拟信号的干扰,导致数字信号中MCU无法判断出数据线上数据是高电平还是低电平,导致整个控制链路的混乱,系统无法工作。

在我们前段时间调试的步进电机控制电路时,就出现了上面所说的信号控制混乱,无法控制,从整个系统角度分析,还是电机的控制信号进入数字电路,我们最后采用光耦隔离的办法,将电机各相电流信号隔离,基本解决了干扰,但还是不彻底,在某次研讨会上,有人向我们推荐使用AD7401A,将反馈到MCU的电流检测信号用AD7401A采集,就可以减少对数字信号的干扰,经我们搭建电路测试,性能还是蛮好的,在此向大家推荐一下。

AD7401A是一款二阶Σ-Δ调制器,片上的数字隔离采用ADI公司的iCoupler®技术,能将模拟输入信号转换为高速1位数据流。由于AD7401A对输入信号连续采样,因而无需外部的采样保持电路。输入信息包含在数据率为10MHz输出流中,通过适当的数字滤波器重构原始信息。串行I/O可采用5V或3V电源供电(VDD2)。我们还是从结构框图上分析AD7401A:

对于单端输入的相电流检测信号,在使用AD7401A之前,先通过运算放大器转化为差分输入的结构,比如四相步进电机,我们就需要四个AD7401A,每个利用内部的参考电压,在一定控制逻辑的支持下,将模拟信号转化为数字信号,下来就是串行输出前的隔离,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,噪声传入很少。

AD7401A采用5V电源供电,可输入±250 mV的差分信号(满量程±320 mV)。特别是其8引脚的DIP封装,对于多相电机电流检测电路来说,占用面积小,很实用。串行输出的MCLKOUT典型应用在10MHZ,希望大家多采用典型应用电路,调试很简单。

最后,正如AD7401A的数据手册上推荐的,建议采用FPGA实现的三阶IIR滤波器,对输出串行信号滤波,使得噪声很少,模拟信号对数字电路基本没有干扰,具体可以参考AD7401A的数据手册上Verilog语言实现的IIR滤波器程序。

希望我这点电机控制电路设计经验能给大家的电路设计带来帮助,少走弯路。AD7401AYRWZ -RL放大器AD7401AYRWZ集成电路AD7401AYRWZ

来源:上海慧鲲电子有限公司
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