背景知識
對於許多應用，監控電力線意味著使用電流互感器和電阻分壓網絡，以便感測三相及零序的電流和電壓，如圖1所示。AD7606B具有高輸入阻抗，可以直接連接傳感器，並且它提供了所需的全部內建輸入模塊，從而簡化了數據採集系統設計。
圖1. 典型的電力線監控應用中的AD7606B。
AD7606B在片內集成8個獨立的信號鏈，即使採用5 V單電源供電（數位接口電壓Vdrive不計），仍可接受±10 V或±5 V的真正雙極性模擬輸入信號。因此，無需使用外部驅動運算放大器和外部雙極性電源。
每個通道都由21V模擬輸入箝位保護電路、具備5MΩ輸入阻抗的電阻可編程增益放大器、一階抗混疊濾波器和16位SARADC組成。此外，還可包含一個過採樣率高達256的數字均值濾波器，以及一個低溫漂2.5 V基準電壓源，用於幫助構建完整的電力線數據採集系統。
除了提供完整的模擬信號鏈之外，AD7606B還提供許多校準和診斷功能，以改善系統級性能和可靠性。
直接傳感器接口
與AD7606不同，AD7606B的輸入阻抗已提高到5 MΩ，使其可以直接與多種傳感器接口，從而獲得兩個好處：
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降低外部串聯電阻（例如，濾波或電阻分壓網絡）導致的增益誤差。
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當傳感器斷開時，所看到的偏移量會減小，可以輕鬆實現傳感器斷開檢測功能。
外部電阻造成的增益誤差
進行工廠修整時，會嚴格控制PGA的R FB和R IN N（一般為5MΩ），確保准確設置AD7606B的增益。但是，如圖1所示，如果在前端放置一個外部電阻，那麼實際增益與理想的修整R FB /R IN值之間會存在偏差。
R FILTER越高，增益誤差越大，這需要從控制器一側補償。但是，R IN越高，相同R FILTER產生的影響就越小。與AD7606具有1 MΩ輸入阻抗不同，AD7606B具有5 MΩ阻抗，這意味著在沒有任何校準的情況下，相同串聯電阻(R FILTER )的增益誤差會降低到約1/5，如圖2所示。
圖2. 串聯電阻導致的增益誤差。
但是，通過在軟體模式下使用AD7606B，系統增益誤差可以基於每個通道自動進行片內補償，因此完全無需再在控制器一側實施任何增益校準計算。
傳感器斷開檢測
傳統上，將下拉電阻(R PD )與傳感器（圖1中所示的電流互感器）並聯，用戶可通過監測多個樣本(N)的ADC輸出代碼是否重複小於20 LSBs，來檢測傳感器何時斷開。
建議採用比傳感器的源阻抗大得多的R PD，將該並聯電阻可能產生的誤差減至較小。但是，R PD越大，在傳感器斷開時生成的ADC輸出代碼也越大，這並非我們期望的結果。由於AD7606B的R IN比AD7606大，對於給定的R PD，如果傳感器斷開，ADC輸出代碼會降低（如圖3所示），從而降低了誤報的風險。
圖3. 傳感器與ADC的模擬輸入斷開連接時的偏置誤差
進入AD7606B的軟體模式時，可以使用開路檢測功能，從而無需後端軟體來檢測傳感器斷開情況。編程設置樣本數量N（在圖4的示例中，N = 3）之後，如果模擬輸入保持由幾個樣本報告較小的直流值，算法會自動運行，並在模擬輸入信號斷開被判定為開路時，置一個標記位。
圖4. 傳感器斷開檢測。
系統級性能
系統失調校準
使用一對外部電阻時，如圖1所示，它們之間出現任何不匹配都會導致產生偏移。傳感器短接至地時，該偏移可以測量為ADC輸出代碼。然後，可以通過編程設置對應的通道偏移暫存器，在轉換結果中增加或減去–128 LSBs至+127 LSBs偏移，以補償系統偏移。
系統相位校準
CONVST引腳用於管理模數轉換啟動，以便同時在所有通道上觸發該流程。但是，對於通過電流互感器(CT)測量電流同時通過分壓電阻按比例縮小來測量電壓的應用，存在電流和電壓通道之間相位不匹配的情況。為了補償這種不匹配，AD7606B可以延遲任何通道（相對延遲大一點兒的通道）上的採樣時刻，以便將輸出信號調整到同相，如圖5所示。
圖5. 相位調整。
系統可靠性
為了提高系統的可靠性，在片內增加了幾種診斷功能，包括：
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每個通道上的過壓/欠壓比較器。
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一種接口檢查，在每個通道上輸出固定的數據，以驗證通訊狀態。
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如果嘗試對無效暫存器實施寫入或讀取，則會發出SPI無效讀取/寫入警報。
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在轉換開始後，如果BUSY線持續的時間比正常時間長，則會發出BUSY STUCK HIGH警報。
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如果檢測到對內部LDO穩壓器的完全、部分或上電複位，則發出複位檢測警報。
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可以對存儲器映射、ROM和每個接口通訊實施CRC校驗，以確保正確初始化和/或操作。
總結
AD7606B為市場帶來了完整的晶片數據採集系統。可實現所有的模擬前端內建模塊。它提供了一套完整的高級診斷功能，以及增益、偏移和相位校準。因此，AD7606B降低了組件成本和系統設計的複雜性，從而簡化了電力線監控應用設計。
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