【产品】思瑞浦新推350kSPS同步采样模数转换器TPAFE5160,适用于继电保护、配电自动化等领域

2022-06-17 思瑞浦
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模数转换器(ADC)是思瑞浦(3PEAK)持续创新与耕耘的重点产品系列。思瑞浦(3PEAK)最新推出16位8通道同步采样模数转换器——TPAFE5160,内置高压钳位电路、可编程增益放大器、低通滤波器和ADC驱动器,以及高精度基准源,实现了完整的集成式低噪声采样链路。TPAFE5160广泛应用于继电保护、配电自动化、工业自动化和控制、储能、数字电源、自动化测试设备等领域。


产品特色

  • TPAFE5160内置16位8通道同步采样ADC,每通道均可达350kSPS吞吐速率。

  • 输入范围:±10V或±5V。

  • 模拟输入端阻抗达到1MΩ,且具有输入钳位保护,输入耐压可达±30V, 满足工业、电力等复杂环境应用中的高耐压需求。

  • 内置2.5V电压基准,典型温漂10ppm/℃。

  • 输出接口通信可灵活选择SPI或并口通信。


关键指标

在电力继电保护等应用中, 系统需要使用ADC芯片对电压和电流进行同步采样,以准确分析功率和谐波。以电力测量设备为例,在输入信号满摆幅的1/20甚至1/40的范围内,均需达到千分之二的精度;且在-40~85℃的苛刻环境下均要满足精度要求。这要求ADC的信噪比、线性度、谐波失真等各项关键指标都要达到相应水平,且在高低温下都要有稳定表现。


TPAFE5160具备同步采样、高速、低噪声、高线性度等特点,满足此类场合需求。 


TPAFE5160的部分关键指标和全温表现如下:

01 信噪比和谐波失真

信噪比和谐波失真,是ADC的关键动态参数,体现了噪声水平和测量交流信号时的线性度。TPAFE5160输入信号SNR全温范围稳定在90dB左右,谐波失真则在-103dB以下。如下图2所示(fin=1kHz sine wave):


02 积分非线性INL与差分非线性DNL

INL和DNL是ADC的关键直流参数,体现了测量直流信号的线性度水平。TPAFE5160的非线性误差实测值小于1LSB(1LSB为输入满摆幅的十万分之一点五): 

DNL典型值正负0.5LSB,高低温0.6LSB,如下图4所示。

03 电压基准性能

TPAFE5160同时支持内部电压基准和外部电压基准工作方式,内部电压基准典型温漂性能为10ppm/℃。-40℃~125℃全温漂性能如下图5所示。 


04 输出数据速率和接口

TPAFE5160转换时间和采样时间之和小于3uS,每通道ADC可支持350kSPS连续采样。TPAFE5160支持并口输出模式和SPI串口输出模式。在串口模式下,DOUTA、DOUTB分别对应前后各4个通道ADC的转换数据输出。 


05 ESD

TPAFE5160的ESD表现处于行业领先,可提高在应用中抗静电干扰的能力。如下表1所示:


06 输入口耐压

ADC输入耐压最高可达±30V。应用中由于系统过压、过流或者短路等各种场景可能会在输入端引入高压波动,TPAFE5160对此有更强的抵抗能力。如下图6所示。


典型应用场景

如下图7为多路电压/电流采集的典型应用框图。TPAFE5160只需要单端5V供电,即可支持8路高达±10V的信号输入,也可通过切换外置模拟开关,扩展支持更多路信号的采集。同时,思瑞浦(3PEAK)可为客户提供完整的信号链解决方案,包括运算放大器、仪表放大器等各种通用和特殊放大器、模数转换器、数模转换器、接口芯片、数字隔离器、电源(线性电源LDO、开关电源DC-DC)等产品。 


350kSPS、16位8通道同步采样ADC——TPAFE5160凭借高精度、高速、全温稳定性、高耐压的特性,能更好地满足继电保护、配电自动化、工业自动化和控制、储能、数字电源、自动化测试设备等行业的应用需求。思瑞浦(3PEAK)将持续专注高性能ADC产品创新研发,为工业、电力等行业发展需求提供关键技术支持。


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