隔离AD设计：先隔离后采样与先采样后隔离

zrkdzsj521 · 发表于 2019-3-19 09:38:36

最近考虑ADC电路设计，有诸多疑惑，请各位大神给讲讲，在此先谢过各位大神啦。

针对有隔离要求的ADC电路设计，有两种方法可以实现：
①先用线性隔离器件隔离模拟信号AI，然后通过ADC实现采样处理，并数字输出给MCU；
②直接先用ADC采样，并数字输出，然后通过数字隔离器件隔离，然后输出给MCU；

请教：
①这两种方式的优缺点？
②何时用何种电路进行设计？

备注：在对比该方案之前，先约束几个条件：
①供电条件先忽略，仅仅不考虑供电条件带来的成本；
②假定ADC都必须外挂，不能使用MCU的ADC条件下；

bg6agf · 发表于 2019-3-19 09:43:21

优先2吧。我见到的这种多点。

zrkdzsj521 · 发表于 2019-3-19 09:46:07

bg6agf 发表于 2019-3-19 09:43
优先2吧。我见到的这种多点。

那这两种有啥优缺点呢？我看很多厂家都喜欢推方案一，我也是小白，不太清楚咋回事。

kydl2345 · 发表于 2019-3-19 09:48:43

adc再隔离精度高一些而且价格低，线性模拟隔离的一般都贵高精度的更贵
按你说的两种方案2明显成本低啊还考虑什么

zhang0352505 · 发表于 2019-3-19 09:57:08

1.方案一线性隔离难度比较大，精度高的成本高，你要是只有隔离要求，精度要求比较低，可以选择。这种方案我见过最好也就到1%
2.方案二是常规方案，用过的也比较多，一般可以达到0.1%，如果你想再高精度，也可以自己再设计，难度不大，用起来方便。

Jmhh247 · 发表于 2019-3-19 10:03:11

“假定ADC都必须外挂“

这么好的条件，当然方案2

albert_w · 发表于 2019-3-19 10:31:43

如果有很多路输入, 还要求相互隔离, 精度还低, 也许可以考虑下1

tomzbj · 发表于 2019-3-19 10:40:15

当然直接采样了，你以为模拟信号是那么好隔离的？相比之下ADC的SPI之类接口隔离起来太容易了。

qianj1986 · 发表于 2019-3-19 10:45:30

albert_w 发表于 2019-3-19 10:31
如果有很多路输入, 还要求相互隔离, 精度还低, 也许可以考虑下1

对，要是相互间隔离方案一的就比较方便操作了，要是不要求相互间的隔离的话方案二就有成本优势了

cwei · 发表于 2019-3-19 11:56:09

主要看场合，数字隔离可以做的速率较高

ysu_er · 发表于 2019-3-19 12:18:33

方法二好实现

ziruo2002ab · 发表于 2019-3-19 12:48:58

数字隔离好实现，但是
1. 线太多太乱，如果同时有N路输入会疯掉的
2. 数字隔离器件的电磁兼容性是个很大的问题，如果想过认证会让你疯掉的
所以，工业上用的成熟产品用模拟隔离的很多，虽然模拟隔离器件很贵，但是架不住稳定。成本太高了可以用为隔离？为什么隔离不就是要达到某些效果嘛

zrkdzsj521 · 发表于 2019-3-19 15:00:35

ziruo2002ab 发表于 2019-3-19 12:48
数字隔离好实现，但是
1. 线太多太乱，如果同时有N路输入会疯掉的
2. 数字隔离器件的电磁兼容性是个很大的 ...

有一点没明白，先模拟隔离，在ADC采样，数字输出（假设SPI），这EMC问题同样存在吧？和先ADC在SPI隔离相比较，EMC区别在哪？？？

当然如果多路采样，数字隔离的话，成本会大幅度增加，有很大压力；

zrkdzsj521 · 发表于 2019-3-19 15:03:49

谢谢各位大牛的回复，我也觉得方案2更有优势，可是还有个问题，如果方案2精度高、成本低，在排除多通道采样之外，好像先隔离后采样没有啥优势了，为什么我遇到一些FAE和自动化行业的人，都在推荐先隔离再采样？？

Earthman · 发表于 2019-3-19 15:14:51

方案2很有优势的
目前我知道的最NB的是澳大利亚的做的一个500M@14bit，50M带宽的全通道隔离示波器，超级贵，光电源就研发2年，用的光纤传输出来

ziruo2002ab · 发表于 2019-3-19 18:01:54

本帖最后由 ziruo2002ab 于 2019-3-20 13:41 编辑

zrkdzsj521 发表于 2019-3-19 15:00
有一点没明白，先模拟隔离，在ADC采样，数字输出（假设SPI），这EMC问题同样存在吧？和先ADC在SPI隔离相 ...

当我没说

wxdl · 发表于 2019-3-20 05:35:51

学习学习

llssr · 发表于 2019-3-20 11:08:56

zrkdzsj521 发表于 2019-3-19 15:00
有一点没明白，先模拟隔离，在ADC采样，数字输出（假设SPI），这EMC问题同样存在吧？和先ADC在SPI隔离相 ...

谁说数字隔离器成本贵，国产的150K速率的含税1.6元，双通道

llssr · 发表于 2019-3-20 11:10:26

ziruo2002ab 发表于 2019-3-19 18:01
先去看下数字隔离芯片的原理和厂家的使用注意事项吧
比如说数字磁隔离，它是把数字信号调制在高频磁场信 ...

磁隔离是ADI的技术，TI貌似也用过，目前主流是容隔，也就是采用初次级SiO2层间电容OOK技术隔离，基本排除磁场辐射

pro2013 · 发表于 2019-3-22 07:53:24

Earthman 发表于 2019-3-19 15:14
方案2很有优势的
目前我知道的最NB的是澳大利亚的做的一个500M@14bit，50M带宽的全通道隔离示波器，超级贵 ...

电源的能量用光纤传的？

Earthman · 发表于 2019-3-22 09:56:20

pro2013 发表于 2019-3-22 07:53
电源的能量用光纤传的？

不，是一个隔离的DC-DC，但是耦合电容极低，几十pf的样子，这样不同通道间即便有非常高的电压摆幅和摆率也可以保证足够低的充放电电流

canback · 发表于 2019-3-22 19:48:54

隔离ad芯片，一步到位。相当于先ad，再隔离。

Anne · 发表于 2019-3-22 21:30:58

至少要考虑一下采样的信号有多弱吧。

zrkdzsj521 · 发表于 2019-3-28 10:52:40

Anne 发表于 2019-3-22 21:30
至少要考虑一下采样的信号有多弱吧。

是担心小信号噪声嘛？？？那能给讲讲？？（前提是都必须隔离）

①针对小信号采样呢？假设：输入：0-100mV，f_max=100KHz；

②针对通用信号采样？？假设：输入：0-10V，f_max=10KHz；

pro2013 · 发表于 2019-3-29 22:39:37

Earthman 发表于 2019-3-22 09:56
不，是一个隔离的DC-DC，但是耦合电容极低，几十pf的样子，这样不同通道间即便有非常高的电压摆幅和摆率 ...

这样好

JohnSmith · 发表于 2019-8-4 22:31:22

学习，学习。谢谢。

ykhuixuesen · 发表于 2019-8-5 08:41:15

如果对A/D转换速度要求不高的话，先用V-F，电压变频率，然后通过光耦对频率隔离。

yz_altang · 发表于 2019-8-5 11:01:54

测量通道之间有隔离要求用方案1；通道直接没有隔离要求用方案2

隔离AD设计：先隔离后采样与先采样后隔离

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！