AD7401, AD7401AYRWZ IC Analog SOP-16

AD7401, AD7401A, và AD7401AYRWZ là các IC modulator sigma-delta cách ly của hãng Analog Devices, được thiết kế để chuyển đổi tín hiệu tương tự (analog) sang tín hiệu số (digital) và cung cấp khả năng cách ly về mặt điện áp. Đây là các thiết bị chuyển đổi tín hiệu analog sang digital với độ chính xác cao, thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu cách ly điện giữa các thành phần.

Thông số kỹ thuật chính

• Loại IC: Isolated Sigma-Delta Modulator (Bộ điều chế sigma-delta cách ly).
• Mã sản phẩm: AD7401, AD7401A, AD7401AYRWZ.
• Đóng gói: SOP-16 (16 chân).
• Tín hiệu ngõ vào: Điện áp tương tự (±200mV hoặc ±320mV tùy phiên bản).
• Tần số mẫu: Lên tới 20 MHz.
• Công nghệ cách ly: Sử dụng iCoupler® (công nghệ cách ly kỹ thuật số).
• Điện áp cách ly: Lên tới 2500 Vrms trong 1 phút.
• Độ phân giải: Độ phân giải hiệu quả (Effective Number of Bits – ENOB) từ 10 đến 16 bits, tùy thuộc vào bộ lọc và tốc độ lấy mẫu sử dụng.
• Dải điện áp cung cấp: 4.5V đến 5.5V cho phía tín hiệu tương tự (analog), và 3V đến 5.5V cho phía kỹ thuật số (digital).
• Tiêu thụ năng lượng: Điển hình là 8.2mA cho phần analog và 6.5mA cho phần digital (ở 5V).
• Nhiệt độ hoạt động: Từ -40°C đến +105°C (tùy phiên bản).

Chức năng chính

IC AD7401 và AD7401A là các modulator sigma-delta cách ly, có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu điện áp tương tự sang tín hiệu số với độ chính xác cao, đồng thời cách ly tín hiệu giữa hai phần mạch điện khác nhau để tránh các vấn đề về điện áp hay nhiễu loạn. Điều này đặc biệt quan trọng trong các hệ thống công nghiệp và các thiết bị đo lường yêu cầu cách ly giữa các phần mạch với chênh lệch điện áp lớn.

• Modulation sigma-delta: Đây là phương pháp chuyển đổi tín hiệu analog sang digital, cho phép đạt được độ phân giải cao với tốc độ lấy mẫu thấp hơn so với phương pháp truyền thống.
• Cách ly iCoupler®: Công nghệ này sử dụng phương pháp cách ly bằng cặp từ tính, cho phép truyền dữ liệu với tốc độ cao qua một khoảng cách cách ly lớn.
• Kết nối trực tiếp với vi điều khiển: Tín hiệu đầu ra của AD7401 có thể được đưa trực tiếp vào các bộ vi xử lý hoặc bộ giải mã tín hiệu số (DSP) để phân tích tín hiệu số hóa.

3. Cấu tạo và sơ đồ chân (SOP-16)

IC có 16 chân, được cấu hình như sau:

• Chân 1 (VDD1): Cung cấp nguồn cho phía tương tự (analog).
• Chân 2 (IN+): Ngõ vào tín hiệu analog dương.
• Chân 3 (IN-): Ngõ vào tín hiệu analog âm.
• Chân 4 (GND1): Chân nối đất cho phía tương tự.
• Chân 5-7: Không kết nối.
• Chân 8 (VDD2): Cung cấp nguồn cho phía kỹ thuật số.
• Chân 9 (MDAT): Ngõ ra tín hiệu số từ bộ điều chế sigma-delta.
• Chân 10 (MCLKIN): Ngõ vào tín hiệu clock.
• Chân 11 (RESET): Chân reset tín hiệu (đặt lại IC khi cần thiết).
• Chân 12 (GND2): Chân nối đất cho phía kỹ thuật số.
• Chân 13-16: Không kết nối.

Đặc điểm nổi bật

• Cách ly điện áp cao: Được thiết kế để cách ly lên tới 2500 Vrms, giúp bảo vệ thiết bị và con người khỏi các sự cố về điện.
• Độ phân giải cao: Cung cấp độ phân giải tín hiệu lên tới 16 bits tùy thuộc vào điều kiện lấy mẫu và bộ lọc.
• Tiêu thụ điện năng thấp: Với mức tiêu thụ dòng điện dưới 10mA, AD7401 phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu năng lượng thấp nhưng vẫn giữ được hiệu suất cao.
• Ứng dụng trong công nghiệp: Khả năng chịu nhiệt độ từ -40°C đến +105°C giúp IC này thích hợp cho các ứng dụng trong môi trường khắc nghiệt, như hệ thống điều khiển công nghiệp và thiết bị đo lường.
• Công nghệ iCoupler®: Công nghệ này cung cấp cách ly kỹ thuật số hiệu quả mà không cần các phương pháp cách ly phức tạp như cách ly quang.

Ứng dụng

AD7401 và AD7401A thường được sử dụng trong các hệ thống đo lường và điều khiển, nơi cần cách ly giữa các phần mạch để tránh các vấn đề liên quan đến sự chênh lệch điện áp hoặc nhiễu từ môi trường. Một số ứng dụng cụ thể bao gồm:

• Điều khiển động cơ: Đo lường dòng điện trong các hệ thống điều khiển động cơ, nơi cần cách ly tín hiệu giữa các phần mạch công suất và mạch điều khiển.
• Hệ thống đo lường công nghiệp: Dùng trong các hệ thống cảm biến đo lường công nghiệp, đặc biệt là các cảm biến đo dòng điện, điện áp hoặc các tín hiệu analog khác trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.
• Bộ chuyển đổi A/D cách ly: Sử dụng như một thành phần trong các hệ thống chuyển đổi tương tự sang số cần cách ly về mặt điện áp.
• Biến tần và UPS: Đo lường dòng và điện áp trong các hệ thống biến tần hoặc nguồn cung cấp không ngắt quãng (UPS).

Hướng dẫn sử dụng

Bước 1: Cấp nguồn cho IC

• Kết nối chân VDD1 (chân 1) và VDD2 (chân 8) với các nguồn cung cấp tương ứng (thường là 5V).
• Kết nối chân GND1 (chân 4) và GND2 (chân 12) với đất.

Bước 2: Kết nối tín hiệu đầu vào

• Tín hiệu tương tự cần chuyển đổi được kết nối vào chân IN+ (chân 2) và IN- (chân 3).

Bước 3: Kết nối tín hiệu clock

• Cung cấp tín hiệu clock cho chân MCLKIN (chân 10). Tần số của tín hiệu này sẽ quyết định tốc độ lấy mẫu của IC.

Bước 4: Đọc tín hiệu số

• Tín hiệu số được truyền ra từ chân MDAT (chân 9). Tín hiệu này có thể được xử lý bởi một vi điều khiển hoặc DSP để tái tạo lại giá trị analog gốc.

Sơ đồ khối

Kích thước IC AD7401

Xem thêm: Nhiều sản phẩm IC chuyên dụng khác

Tổng kết

AD7401, AD7401A, và AD7401AYRWZ là những IC modulator sigma-delta cách ly có độ phân giải cao, phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp và đo lường yêu cầu cách ly điện áp lớn. Với khả năng xử lý tín hiệu analog và chuyển đổi sang số hiệu quả, kết hợp với khả năng cách ly tuyệt vời nhờ công nghệ iCoupler®, các IC này là lựa chọn lý tưởng cho các hệ thống điều khiển động cơ, hệ thống đo lường, và các ứng dụng cần cách ly điện.

Datasheet AD7401