Supresión de energía para una mayor precisión utilizando dispositivos isoPower

piensa brevemente

Yo asiEnergía^® los dispositivos se pueden usar para aceptar señales de blanqueamiento y usarlas para controlar los efectos negativos del cambio de ruido en mediciones de alta precisión y, por lo tanto, aumentar la precisión de la medición.

Muchas aplicaciones de interfaz de sensor requieren aislamiento de señal y alimentación. Se requiere energía para operar el convertidor de analógico a digital (ADC), proporcionar polarización del detector y realizar el aislamiento de la señal digital; sin embargo, las mediciones de alta precisión pueden verse afectadas por el ruido de transferencia de una fuente de alimentación aislada. Por ejemplo, el ADuM5201 Yo asiEl acoplador de potencia crea 360 MHz de ruido cuando su circuito de depósito está activo. Si este ruido coincide con el tiempo de muestra del ADC, la medición pierde algo de fidelidad debido al acoplamiento del ruido en la polarización del sensor, la fuente de alimentación del ADC o la referencia. Para minimizar la interferencia, es común en los sistemas de conversión ADC digital comenzar entre los bordes del reloj para garantizar que el ruido de transición no interactúe con la conversión de voltaje.

Yo asiLos productos de energía funcionan haciendo funcionar un oscilador de tanque de alta corriente en un microtransformador interno. La potencia se acopla al secundario donde se corrige y suaviza. El lado secundario controla el voltaje de salida mediante la creación de una señal de estilo PWM que se retroalimenta al lado primario con su yoMellizos^® canal de datos, girando el oscilador del tanque a tierra y de acuerdo con los requisitos de potencia y voltaje del lado secundario. Algunas de las ADI Yo asiLos dispositivos de alimentación permiten que el circuito del tanque se controle directamente con pines externos, lo que permite múltiples Yo asiLos dispositivos de potencia deben controlarse con una señal PWM común. Esta función se puede utilizar para excluir el ruido del circuito del tanque cuando el ADC realiza conversiones de alta fidelidad.

Los ADuM520x, ADuM620x, ADuM5000 y ADuM6000 pueden ser esclavos de un controlador maestro externo. Las líneas de control que permiten esta funcionalidad se pueden usar para aceptar una señal BLANCA que deshabilita el circuito del tanque. Se utilizan dos líneas de control: RC_EN y RC_SAL.

antes de Cristo_SAL selecciona la fuente del circuito de control del tanque, una señal PWM derivada del circuito de control del lado secundario o la señal enviada a RC_EN. Si el CR_EN la línea está conectada bajo, efecto RC_SAL Es elegir entre regulación por el controlador en el lado secundario o extinción forzada del oscilador.

Cuando el oscilador está apagado, el voltaje de salida disminuye a un ritmo determinado por la carga (resistencia equivalente R_Carga) y el valor de la capacitancia global (C_Carga) en V_{YO ASI}dando rs_Carga ×C_Carga constante de tiempo en la caída de tensión. Cuando el RC_SAL la señal se restablece a un nivel alto, V_{YO ASI} se devuelve al punto de consigna de regulación con el bucle de regulación.

El circuito de la Figura 1 está construido alrededor de un ADC AD7896 de 12 bits con I²C interfaz de datos y muestra aspectos importantes de la técnica. El circuito se muestra sin la mayoría de los componentes pasivos, como los condensadores de derivación y las resistencias pull-up para simplificar, pero estos componentes deben agregarse adecuadamente para obtener un esquema completo. El dispositivo se comunica con el controlador con I²interfaz C; por lo tanto, ADuM1250 se utiliza para aislar la comunicación de datos. ADuM5201 se utiliza para proporcionar energía y aislar el inicio de la conversión y las señales de ocupado del ADC.

La conversión comienza cuando la señal CONVST baja durante t₁ = 40 ns (ver Figura 2). La señal BUSY sube durante la conversión durante aproximadamente 4 μs, lo que indica que los datos aún no están listos para convertirse. La línea BUSY regresa a nivel bajo y los datos se pueden sincronizar con la línea SCLK de I²autobús c

Se corta la alimentación del ADuM5201 tirando del RC_SAL pin bajo con señal BLANCO. El oscilador de potencia tarda unos 100 ns en apagarse mientras está activo; por lo tanto, la señal EN BLANCO se aplica con t₀ > 100 ns para garantizar que la potencia de salida sea silenciosa. Puede suspenderse siempre que el ACD en particular lo requiera para lograr la conversión de mayor precisión. En este ejemplo, la alimentación se mantiene apagada hasta que la señal BUSY vuelve a un nivel bajo.

El efecto de la señal EN BLANCO se muestra en la Figura 3, donde el ruido del circuito del tanque se puede ver claramente antes de que se aplique la señal en BLANCO y se apague unos 100 ns más tarde.

Cobertura de ciclo completo para el Yo asiEl dispositivo de potencia se muestra en la Figura 4. Estos datos se tomaron con un pulso de borrado de 5 μs, una carga de 10 mA y C_Carga = 10 µF. Las características importantes son el ruido periódico del oscilador del tanque, que se produce a una frecuencia de aproximadamente 600 kHz, la ondulación estándar entre cada ráfaga del oscilador y la caída de salida debido al pulso de supresión. La caída de voltaje de salida causada por el pulso EN BLANCO de 5 μs es de solo 24 mV en este ejemplo, solo unas pocas veces la ondulación de salida estándar e insignificante para las mediciones de ADC tomadas. el es Yo asiEl dispositivo de potencia vuelve a su punto de ajuste de salida en aproximadamente 20 μs y el sistema está listo para su próxima medición. Este método es flexible y fácilmente adaptable a muchas necesidades de temporización simplemente ajustando el valor de C_Carga para mantener la caída de voltaje en el nivel deseado a medida que varían los tiempos de carga y descarga, lo que permite realizar mediciones en el límite de precisión del ADC.