基于MCP3914的3V八路模拟前端解决方案

基于MCP3914的3V八路模拟前端解决方案

　　Microchip公司的MCP3914是3V八路模拟前端(AFE)，它包括8个同步取样的Delta-Sigma模数转换器(ADC)、8个PGA、相位延迟补偿区块、低漂移基准电压、数字失调和增益误差校准寄存器以及高速20MHz SPI兼容的串口。

　　MCP3914 ADC是完全可配置的，主要功能如下：16/24-bit分辨率，32过采样率(OSR)为32-4096，增益从1倍~ 32倍，独立的关机和复位，抖动和自动调零。

　　其大大简化通信，具有8位命令，包括各个连续的读/写模式，和16/24/32-bit数据格式，可以通过直接存储器存取(DMA)，一个8/16或32位单片机进行访问，其独立的数据引脚可以直接连接到MCU的中断请求(IRQ)输入。

　　该MCP3914包括先进的安全功能来保护通信和配置设置，如，两个串行数据输出的CRC-16校验，和静态寄存器映射配置。它还包括一个寄存器映射锁(通过8位安全密钥)，以阻止不必要的写命令。

　　该MCP3914可以与多种电压，电流传感器，包括分流器、电流互感器、Rogowski线圈和霍尔效应传感器相连接。

图1 MCP3914功能框图

　　MCP3914主要特性

　　●八个同步采样24位分辨率的，Delta-Sigma模拟至数字(A/D)转换器

　　●94.5dB SINAD，-107dBc的总谐波失真(THD)(最多35谐波)，112dBFS的SFDR(每个通道)。

　　●实现了10000:1的动态范围0.1%典型有功功率测量误差

　　●先进的安全特性

　　- 对安全的数据传输所有通讯的16位循环冗余校验(CRC)校验

　　- 16位CRC校验和中断警惕寄存器映射配置

　　- 寄存器映射锁(8位安全密钥)

　　●2.7V~3.6V AVDD，DVDD

　　●可编程数据速率高达125ksps：

　　- 4MHz最大采样频率

　　- 16MHz最大主时钟

　　●过采样率高达4096

　　●<10μA超低功耗关断模式

　　●-122dB的通道间的串扰

　　●低漂移1.2V内部参考电压：10PPM /℃

　　●差分参考电压输入引脚

　　●每个通道的高增益可编程增益放大器(PGA)(高达32 V/V)

　　●相位延迟补偿(1μs时间分辨率)

　　●独立的数据就绪引脚,轻松同步

　　●单个24-bit数字偏移和增益误差校正(每个通道)

　　●高速20MHz串行外设接口(SPI)(模式0，0和1，1兼容性)

　　●最小传播时间连续读/写模式，与专用16/32-位模式

　　●可以40引脚UQFN封装

　　●扩展级温度范围：-40℃~+125℃

　　MCP3914应用

　　●多相电能表

　　●电能计量和功率测量

　　●汽车

　　●便携式仪表

　　●医疗和电源监控

图2 MCP3914应用框图

图3 MCP3914 ADC评估板外形图

　　MCP3914 ADC评估板

　　用于16位MCU系统的MCP3914 ADC评估板，可以评估MCP3914八通道AFE的性能。它还是一个开发平台，用于基于16位PIC设备的应用程序(使用现有的100引脚PIC单片机接插模块PIM系统，与Explorer 16，及其他高引脚数PIC器件为基础的演示板兼容)。该系统配备了一个编程PIC24FJ256GA110 PIM模块，与能源管理工具软件进行数据交换和ADC设置通信。

　　MCP3914 ADC评估板用于16位MCU，采用了能源管理实用程序软件，通过USB连接到电路板上，进行MCP3914的评价。下载这个软件的链接可以在评估板的网页上找到。有关使用此软件的说明，请参阅支持文档(应用程序安装包中)。

　　评估板主要特性

　　●八通道ADC MCP3914输出显示，使用串口通信连接PC软件界面

　　●同时57ksps在OSR32地址回路全部或95dB SINAD(MCP3914 OSR512性能)

　　●系统和ADC性能分析(通过图形化的PC工具显示噪声直方图，频域(FFT)，时域波形图和统计数值分析)

　　●强大的硬件设计，与模拟接地和模拟/数字分离，可以进行MCP3914器件的低噪声评估，包括单独的电源和4层电路板电源层

　　●PICtail PLUS连接器，用于Explorer 16开发子板的兼容

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