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[参考译文] ADC -gt;uController +DAC 或 MCU -gt;mcu?

Guru**** 2411660 points
Other Parts Discussed in Thread: ISO7741, PCM1861, PCM1754

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/isolation-group/isolation/f/isolation-forum/851658/adc---ucontroller-dac-or-mcu---mcu

主题中讨论的其他器件:ISO7741PCM1861PCM1754

我们正在考虑为一些新产品添加一些光学隔离层。  市场上提供的模拟隔离芯片不提供  
足够的隔离、满足我们的需求。

到目前为止、我们拥有的设计选项包括:
PWM
2. ADC -> uController +DAC
MCU -mcu

由于 PWM 选项的成本和复杂性较低、因此看起来是一个很好的选择。 但是、我们不确定其性能。 (线性度和带宽)

如果我们要提高一个性能水平、我们就会考虑将信号数字化并在隔离层之后进行重建。 但是、为此、  
我们似乎需要决定是否采用涉及 ADC 的更精细的方法或采用 MCU 的更"现成"的方法。

我们希望实现>=1MSPS 和14至16位的数字化。 为了重建波形、我希望具有相同的采样率和类似的分辨率。
您能否评论一下选择一种或另一种方式所涉及的复杂性? 在开发时间方面是否会有大量的节省  
和/或组件、具体取决于我们选择哪种路由?

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    214个不同值的 PWM 将需要16Gbps。

    如果您使用 μ I²S 之类的简单协议传输样本、则无需微控制器。 和专用 ADC/DAC 将能够以低于某些内置 MCU 模块的成本获得所需的质量。

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    这是我们最初的希望。 不过、据我们所知、不可能获得一个 ADC/DAC 对  
    无需微控制器即可工作。 也许我们缺少一些东西。 您是否见过此类参考设计或
    文章的更多信息?

    此外、我刚刚意识到 I2C 会造成数据吞吐量瓶颈、不允许1ms/s 的最高传输速率
    为3Mbps。 我们是否可以使用 SPI 实现无微控制器的解决方案?

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    抱歉、我想说的是音频转换器、它仅在一个时钟下连续运行。 ( I²S 不是 I²C。) 但这会使其难以超过192kSPS。

    据我所见、您需要一个 ADC、一个通过一个 SPI 端口读取样本并通过另一个 SPI 端口将其发送出去的单个微控制器以及一个 DAC。 第二个 SPI 通过一个三通道隔离器。 (微控制器可能具有集成的 ADC;您必须确定该 ADC 是否足够适合您。)

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    是的、现在您了解了挑战。

    现在的主要问题是确定微控制器和 ADC 是否优于使用 MCU 来简化设计和减少数量
    组件数量(以及可能的成本)

    您或任何其他人是否有尝试找出这些折衷方案的经验?

    此外、微控制器可能与 DAC 一起位于隔离器的另一侧、以降低隔离器的功耗
    电源侧。 除非我们再次使用2个 MCU。

    有什么想法?

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    Sheilon、您好!

    感谢您发帖到 E2E! 您的系统的隔离要求是什么? 通常需要使用更少的组件、而隔离的常用方法是将模拟信号输入到 ADC、隔离数字输出以保持信号完整性、并与 MCU 连接、如下面的 ISO7741数据表图像所示:



    TI 还提供 具有集成隔离器的 ADC 和放大器、如果您感兴趣的话。 隔离式信号的用途是什么? 我们的 ISO77xx 数字隔离器可在信号脉冲宽度大于10ns 的情况下、利用任何占空比隔离从直流到100Mbps 的任何位置的 PWM 信号。

    我将等待您的答复。


    谢谢!
    Manuel Chavez

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    尊敬的 Manuel:

    我们已经使用了一些隔离至5kV RMS 的隔离器芯片。 但是、对于我们的应用、我们需要高于10kV 的隔离和
    因此需要提出一些其他方法。 我们正在考虑使用一些光纤作为隔离。 但是、我们需要这样做
    找出一种将模拟信号转换为数字信号(PWM 或 ADC)的方法、然后在隔离栅之后进行重建。

    参数保持不变。 我们希望信号带宽为1MHz (如果可能)、分辨率为14至16位。

    但是、您提出的解决方案似乎并不符合我们的隔离要求。  
    因此、我们正在寻找一些关于使用某些 ADC 和微控制器或完整 MCU 的利弊权衡的专家建议。

    你可以帮帮我吗?

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    Clemens、

    作为另一个具有较低采样率的项目的潜在替代方案、我们非常希望详细了解您关于使用纯 I2C 的建议。 你有什么
    是否有有关如何实现该目标的参考资料? 我看到一个挑战、因为 ADC 和 DAC 都是从器件。

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    Sheilon、您好!

    我们的多个数字隔离器可串联、以实现更强的隔离能力。 关于信号传输、我们的团队正在寻找使用我们的器件的潜在选择。 我将在1-2天内跟进。


    谢谢、
    Manuel Chavez

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    您好、Manuel、

    感谢您的建议、但我们真的不认为串联放置多个装置是一个选择。 考虑到其极高的阻抗、  
    波动是预料之中的、它们可能会导致压降不平衡。 其中一个芯片的电压可能比高得多
    并过早中断。

    因此、我们希望通过光纤光栅实现隔离。

    这个问题仍然存在、如果可以通过智能放置组件来减少组件数量、同时保持性能、那么这种做法是否可行。

    谢谢你

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    Sheilon、您好!

    尽管串联的两个隔离器之间可能存在电压差异、但我们的测试发现、在它们之间平均分配了高电压;但是、我们知道这种解决方案是不可接受的、并且 TI 目前没有合适的数字隔离解决方案。 您要设计的10kV 额定值是否由标准规格(如 Viso per UL 或浪涌额定值)定义?

    为了更好地帮助将模拟信号转换为数字以实现光纤光学隔离、模数转换器团队正在加入此对话。


    谢谢、
    Manuel Chavez

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    I²S 不是 I²C。

    要构建无软件模拟→数字→模拟系统、请选择 具有 I²S 输出和硬件控制的 ADC 以及 具有 I²S 输入和硬件控制的 DAC。

    将 ADC 配置为主模式、这意味着它从系统时钟获取位时钟和采样时钟、系统时钟是唯一需要提供的时钟信号。 通常、系统时钟是采样率的256倍。 (某些 ADC、如 PCM1861、也具有内置晶体振荡器来生成系统时钟。)

    四个输出信号(三个时钟和一个数据)直接(或通过隔离器)传输到 DAC。

    "硬件控制"意味着可以通过将某些引脚连接到 VCC/GND 来配置器件;对于 PCM1861等 ADC、这些引脚是 md0…MD6引脚;对于 PCM1754等 DAC、这些引脚是 DEMP/MUTE/FMT 引脚。

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    Sheilon、您好!

    在隔离式 ADC 方面、无法测量1MHz 和14-16位分辨率。  

    我们的隔离式放大器具有~300kHz 范围内的带宽和12-14位的分辨率。  

    我们的隔离式调制器可用于更高精度或更高带宽的测量、但会以牺牲另一种方式为代价。 例如、如果您查看表2。 在下面的文档中、您将看到可以实现1.25Mhz 的带宽、但您只有4.65 ENOB。 同样、如果您需要高分辨率、可以在19.53kHz 的带宽下实现14.39的 ENOB。   

    http://www.ti.com/lit/an/sbaa359a/sbaa359a.pdf