六路模拟前端MCP3903的主要特性及应用电路分析

Microchip公司的MCP3903是六路模拟前端（AFE），包括三对同步采样的16位/ 24位Delta-Sigma ADC，反向补偿区块，基准电压和高速10MHz SPI兼容的串行接口。每路的SINAD为91dB，THD为-100dBc，SFDR为102dB，每秒数据速率高达64ksps，任何两路的串扰为-115dB，关断模式电流小于2uA，主要用在电表和电源管理，手提仪表。医疗和电源监视。本文介绍了MCP3903主要特性，附件图，以及MCP3903 16位MCU评估板主要特性，电路图，材料清单和PCB布局图。

MCP3903是一个六通道模拟前端（AFE），包含三对，这三对来自两个同步采样的Delta-Sigma模数转换器（ADC），具有PGA，相位延迟补偿模块，内部参考电压和高电压。速度为10 MHz的SPI兼容串行接口。转换器包含专有的抖动算法，可减少空闲音并改善THD。

内部寄存器映射包含24位宽的ADC数据字，调制器输出寄存器以及六个24位可写控制寄存器，以对增益，过采样率，相位，分辨率，抖动，关闭，复位和多种通信进行编程特征。

可以通过MCU的直接内存访问（DMA）访问的各种连续读取模式以及可以直接连接到MCU的中断请求（IRQ）输入的单独的数据就绪引脚，大大简化了通信。MCP3903能够与各种电压和电流传感器接口，包括分流器，电流互感器，Rogowski线圈和霍尔效应传感器。

MCP3903主要特性：

•六个具有专有多位架构的同步采样16/24位分辨率Delta-Sigma A / D转换器

•91 dB SINAD，-100 dBc总谐波失真（THD）（最高35次谐波），102 dB每个通道的无杂散动态范围（SFDR）

•高达64 ksps的可编程数据速率

•《 2μA的超低功耗关断模式

•任何两个通道之间的-115 dB串扰

•低漂移内部基准电压：5 ppm /℃

•差分基准电压输入引脚

•每个通道上的高增益PGA（最高32 V / V）

•每对通道之间的相位延迟补偿具有1μs的时间分辨率

•具有模式0，0和1，1兼容性的高速可寻址10 MHz SPI接口

•独立的模拟和数字电源4.5V-5.5V AVDD，2.7V-3.6V DVDD

•备有28-小型引线SSOP封装

•扩展的温度范围：-40℃至+ 125℃

MCP3903应用：

•电能计量和功率测量

•便携式仪器

•医疗和电源监控

图1。MCP3903方框图

MCP3903 16位MCU评估板

本章包含一些常规信息，这些信息对于将MCP3903 ADC评估板用于16位MCU之前是有用的。

用于16位MCU系统的MCP3903 ADC评估板可让用户评估MCP3903六通道ADC的性能。它还提供了16位的开发平台PIC基于MCU的应用®使用现有的100引脚PIM系统，用资源管理器-16和其他高引脚数PIC演示板兼容。系统随附已编程的PIC24FJ128GA010 PIM模块，这些模块与LabView GUI进行通信以进行数据交换和ADC设置。

MCP3903 16位MCU评估板的主要特性：

•六通道ADC MCP3903输出显示，通过与PC软件接口和LCD的串行通信

•在91 dB的信噪比和失真比（SINAD）性能下同时达到4 ksps。ADC的最高运行速度为64 ksps。

•通过图形PC工具进行系统和ADC性能分析，显示时域范围图，频域（FFT）和统计数值分析。

•具有模拟接地和模拟/数字隔离的可靠硬件设计，可对MCP3903器件进行低噪声评估。独立的电源和电源平面-4层板。

•Pigtail Plus连接器，用于兼容Explorer-16子板。

图2。MCP390316位MCU评估板外形图

图3.MCP3903 16位MCU评估板电路图（1）

图4。MCP390316位MCU评估板电路图（2）

图5。MCP390316位MCU评估板电路图（3）

图6。MCP390316位MCU评估板电路图（4）

图7。MCP390316位MCU评估板电路图（5）

图8。MCP390316位MCU评估板电路图（6）

MCP3903 16位MCU评估板材料清单（BOM）：

图9。MCP390316位MCU评估板PCB布局图（顶部）

图10。MCP390316位MCU评估板PCB布局图（塌陷）

责任编辑：gt