ADS131M02, ADS131M04 или ADS131M08 — какой АЦП для тока и напряжения взять?

Что отличает линейку

Динамический диапазон у приборов 102 дБ на усилении 1 при 4 тыс. отсчётов в секунду и 80 дБ на усилении 64, коэффициент нелинейных искажений — минус 100 дБ. Отдельно стоит встроенный отрицательный зарядный насос: он позволяет измерять сигналы, уходящие ниже земли, — а это и есть основной режим работы шунта, где входной сигнал bipolar-ный относительно общего провода. Без такого насоса часть измерений просто физически не читается.

Одновременная выборка против мультиплексора

ADS1115 — типичный 16-битный преобразователь с одним мультиплексором на входе: каналы снимаются по очереди. В приложениях, где каналы связаны между собой — например, ток и напряжение одной фазы, — между отсчётами успевает пройти время, и две величины относятся к разным моментам времени. В ADS131Mxx каждый канал оцифровывается одновременно, и фазовый сдвиг между каналами компенсируется встроенной калибровкой с разрешением 244 нс.

Для счётчиков и защитных реле это не улучшение, а условие корректной работы: момент срабатывания определяется по нескольким каналам одновременно, и рассинхронизация здесь даёт ложные срабатывания и неверный учёт.

Шунт, трансформатор тока или делитель

Прибор рассчитан на прямое подключение к трём типам датчиков: к шунтам, к трансформаторам тока и к трансформаторам напряжения, а также к резистивным делителям. Высокое входное сопротивление — 330 кОм на усилениях 1, 2 и 4 и не менее 1 МОм на усилениях от 8 до 128 — позволяет подключать шунт без согласующего буфера и не бояться, что вход зашунтирует его.

Каналы настраиваются независимо друг от друга: у каждого свой коэффициент усиления и своя калибровка смещения и усиления, снимающая погрешность измерительной цепи. Для готового изделия это означает, что калибровку не нужно повторять при смене партии шунтов, а прибор можно ставить в разные каналы с разными датчиками.

Что учесть при заказе

• Считать каналы, а не корпус: у M02 и M04 два и четыре канала в 20-выводном корпусе, у M08 восемь каналов в 32-выводном.
• Учитывать, что раздельное питание аналоговой и цифровой части позволяет питать логику от 1,8 В и при этом не терять точность аналоговой части.
• Проверять скорость: 64 тыс. отсчётов в секунду у двух- и четырёхканальных версий и 32 тыс. у восьмиканальной, и это разные расчёты по времени обработки.
• Закладывать фильтрацию: у прибора есть встроенная цифровая фильтрация, и её настройка влияет и на шум, и на задержку.
• Использовать защиту от подделки: в приборе есть режим контроля тока, CRC на данных и на карте регистров, а также отдельный вариант с заводской калибровкой каналов.
• Учитывать температурный диапазон: −40…+125 °C, и при заказе указывать именно этот класс, а не коммерческий.

Частые вопросы

• Чем ADS131M04 лучше ADS1115 — одновременной выборкой каналов, дифференциальными входами, усилением до 128 и разрешением 24 бита вместо 16.
• Можно ли подключить шунт напрямую — да, входное сопротивление от 1 МОм на больших усилениях позволяет включить шунт без буфера.
• Что даёт отрицательный зарядный насос — возможность измерять сигнал, уходящий ниже земли, то есть обычный режим работы шунта.
• Чем M02 отличается от M08 — числом каналов (2 против 8), корпусом (20 выводов против 32) и предельной скоростью (64 против 32 тыс. отсчётов в секунду).
• Есть ли у вас эти преобразователи — пришлите число каналов, требуемую скорость, тип датчика и корпус; подберём под вашу схему.

Чем полезен такой заказ через нас

В измерительной схеме ошибка в выборе преобразователя видна не сразу: прибор выдаёт правдоподобные числа, но в другой момент времени или с другой ценой деления. Мы сверяем число каналов и одновременность выборки, тип входа, диапазон усиления, скорость, требования к питанию и корпус, а при подборе замены прямо указываем, что в новом приборе отличается и как это отразится на прошивке.