Сигма-дельта-модуляторы ADuM7702 производства компании Analog Devices предназначены для преобразования псевдодифференциального аналогового сигнала ±50 мВ в изолированный высокоскоростной однобитовый поток данных. Эти микросхемы оптимальны для контроля тока шунта, применяются в управлении двигателями переменного тока, в инверторах и других высоковольтных приложениях, где требуется гальваническая развязка.
Особенностью ADuM7702 является встроенная изоляция цифровых сигналов тактовой частоты и данных, которая основана на технологии монолитного преобразователя iCoupler компании Analog Devices, что позволяет использовать более высокие напряжения на шине, повышая при этом КПД схем управления двигателями.
Тактовая частота микросхемы задается на входе MCLKIN (Master Clock Input) цифровой части микросхемы и составляет 5…21 МГц (рисунок 1).
Рис. 1. Микросхема ADuM7702
Внутри микросхемы аналоговый сигнал при оцифровке непрерывно сравнивается с внутренним опорным напряжением, и на выходе преобразователя появляется цифровой поток, который точно передает изменения входного сигнала с течением времени (рисунок 2).
Рис. 2. Входной аналоговый сигнал и выход модулятора
На рисунке 3 показана типовая схема подключения ADuM7702. В этой схеме аналоговый вход и шунтирующий резистор изолированы от цифрового выхода. Для восстановления сигнала и получения N-битного слова выход должен быть отфильтрован и прорежен. Рекомендуется использовать фильтр третьего порядка (sinc3 на схеме), то есть на порядок выше модулятора ADuM7702. При внешней тактовой частоте 20 МГц и прореживании в 256 раз итоговая частота 16-битных слов составляет 78,1 квыб/с.
Рис. 3. Типовая схема подключения ADuM7702
Параметры микросхемы ADuM7702 позволяют использовать шунтирующие резисторы малых размеров для повышения КПД и точности системы. Высокая устойчивость к синфазным напряжениям (CMTI) обеспечивает быстрые переключения и сокращение мертвого времени, что актуально в новых технологиях GaN и SiC.
Для питания аналоговой части микросхемы требуется напряжение Vdd1 4,5…5,5 В, для цифровой – Vdd2 3…5,5 В. На входе поддерживаются аналоговые сигналы в максимальном диапазоне ±64 мВ. Устойчивость изоляции к скачкам синфазного напряжения (CMTI) составляет 150 кВ/мкс (для питания Vdd2 = 3,3 В). Диапазон рабочих температур составляет -40…125°С. Микросхемы доступны в 16-выводном и 8-выводном корпусах SOIC_W и SOIC_IC. Также доступна аналогичная по всем параметрам микросхема модулятора ADuM7704 со встроенным LDO-стабилизатором в аналоговой части для питания Vdd1.
Микросхемы ADuM7702 применяются в промышленной автоматизации и энергетике для управления двигателями и измерения токов, а также в других различных областях в качестве изолированного АЦП.
