AD7708是一種多通道16位Σ-Δ模數轉換器ADC。它支持4或5通道真正差分輸入以及8或10信道偽差分輸入。這種芯片允許兩路信號同時轉換，從而提高了多路轉換應用中的吞吐率。其片內還包括可切換的電流源、低端電源開關和一個溫度傳感器。該ADC在3V電源供電時，在正常工作方式下，功耗電流為2mA；在待機方式下，功耗電流小于10μA。AD7708適合寬動態范圍和低頻應用的低成本、低功耗和性能完整的模擬前端解決方案，并且能對傳感器的輸出信號直接進行模數轉換，而無需信號調理。輸入通道可以編程設置為8檔量程從20mV到2.56V；輸入信號可以被設置為緩沖方式，在緩沖方式下能消除大的源阻抗的影響并通過一個RC濾波器對噪聲進行濾波和衰減RFI；所有的輸入信號都可以直接接入而不需要其他的信號放大環節進行調理，使其更適用于寬動態范圍和低頻信號的測量，如溫度、應力、壓力傳感器等信號。得益于這種新型ADC的具體應用包括醫用電子儀器、工業過程控制、便攜式儀器、壓力傳感器、智能變送器、稱重、溫度測量和數據采集設備。在實際的抗干擾應用中，合
理設計前端的隔離電路具有重要應用。
AD7708輸入隔離電路設計
隔離電路的設計主要出于兩種考慮：第一，保護被測電路和測試電路，使其不至于因測試電路或被測電路的故障而影響整個系統的工作。第二，減小環境噪聲對測試電路的影響。為保護后級設備、保證測量結果的有效性，測試電路與被測電路必須做到嚴格的電氣隔離，隔離電路應具有較高的精度。電路的成本和體積也要符合工程需要。TI公司的精密線性光耦TIL300是隔離器件的新產品。我們采用該器件和Burr－Brown公司的高隔離DC－DC芯片DCP0105完成了模擬量的隔離電路。
TIL300是一個由紅外光LED照射分叉配置的隔離反饋光二極管和一個輸出光二極管組成。該器件采用特殊制造技術來補償LED時間和溫度特性的非線性，使輸出信號與LED發出的伺服光通量成線性比例。TIL300的外圍配置電路如圖1所示。
圖1 TIL300的外圍配置電路
實際電路如圖2。隔離電路中，R1調節初級運放輸入偏置電流的大小，C3起反饋作用，同時濾除電路中的毛刺信號，避免TIL300的紅外光LED受到意外的沖擊。但是隨著頻率的提高，其阻抗將變小，TIL300的初級電流增大，增益隨之變大，因而C3的引入對通道在高頻時的通道增益有一定影響。雖然減小C3的值可以拓展帶寬，但是這樣會影響初級運放的增益，同時，初級運放輸出的較大毛刺信號不易被濾除。在我們應用系統中被測信號頻率遠低于300kHz，取C3為4.7μF，其容抗不小于0.012。這時，設計帶寬B≈1/R3 MHz。R3可以控制LED的發光強度，從而對控制通道增益起了一定作用。R2用于調節輸出運放負反饋的深度。
由此可見，在C3已確定時，調整R1、R2、R3的值，可以在一定帶寬下調整通道增益。對于被測量較小的系統，R1、R2應取得稍小些，這樣在保證小信號測試精度的同時，可使通道增益基本不變。此外可以通過改變R4來實現一定范圍內的增益調整。反之，R1、R2應取得稍大些，以保證通道的動態范圍。R3根據LED的導通電流適當選取。實際電路中參數R1=R2=250kΩ, R3=470kΩ, R4=1MΩ。
圖2 實際電路
用DCP0105將電路兩側的電源隔離開來，其峰值隔離度為3500V，可以滿足系統的要求。電路中C1、C2是為改善DCP0105的輸出波形而引入的。由此可見，隔離電路以TIL300、DCP0105形成了分界線，左側與被測模擬量連接，右側與后級A/D變換連接。采樣信號經過運放的放大分兩路后送至TIL300，隔離放大后送入次級運放。
結語
筆者所設計的AD7708前端隔離電路已經成功應用于某衛星電源監測系統。