ZHCU793B july 2021 – april 2023
接下来,将滤波信号转换到数字域。此操作由外部 ADC ADS8363 或 C2000 MCU 的内部 ADC 完成。如果由 ADS8363 完成,则仅使用其八个通道中的四个。滤波器的输出通过附加的抗混叠滤波器连接到通道 CHA0、CHA1、CHB0 和 CHB1。未使用的输入接地。CMA 和 CMB 是通道 A 和 B 的共模输入,连接到 REF5025 提供的 2.5V 基准电压,该电压也用作 ADC 的基准电压并用于在 CT 后偏置信号。ADS8363 的 SPI 允许使用两条数据线,如果实现了两个以上的电弧检测通道,则该功能是实现所需数据速率所必需的。有关如何实现具有两条数据线的 ADS8363 SPI 的指南,请参阅连接到 ADS8363 伪差分工作模式 应用手册。
此设计中所需的数据速率通过方程式 3 计算得出。
其中
如之前提到的应用手册所示,采样率为 250kSPS,最多 4 个通道,每个样本为 22 位,则可计算出比特率为 22MBit/s。由于 ADS8363 的最大 SPI 时钟频率 fSPI 为 20MHz,因此必须使用两条数据线才能实现四通道运行所需的比特率。调整比特率和采样率的最简单方法是使用 ADS8363 进行连续采样,并且只修改 SPI 时钟,因为该时钟用于进行转换和数据传输。SPI 时钟频率通过方程式 4 计算得出。
其中
最大比特率为 22MBit/s,使用 2 条数据线,则可计算出 SPI 时钟频率 fSPI 为 11MHz。再举一例,如果仅使用一个通道,则所需的比特率为 5.5MBit/s,那么仅使用一条数据线和 5.5MHz 的 fSPI 即可实现。
为了提高信号质量,对所有 SPI 信号实现了串联端接,并对时钟信号实现了交流端接。由于实现了连续采样,芯片选择信号被永久拉至低电平。
如果使用 C2000 的内部 ADC,滤波器输出信号将连接到由另一个 OPA4322 实现的电平转换级。其作用是,在将信号连接到 controlCARD 连接器上的模拟输入之前,将 5V 电平转换为 3.3V 电平。