原创 工业控制中AD采样的隔离方法浅谈

摘要

工业控制系统的应用场合十分恶劣，一般都会存在高压、大电流等干扰，所以工业控制的AD采样一般都会经过隔离后方可输入MCU，本文将简要介绍下我们在实际应用中，如何选择AD转换器件以及如何做隔离才能有效的预防以及避免这些危害对MCU造成影响。

一、AD转换器的选择

    AD转换器的主要技术指标有转换精度、转换速度等。选择A/D转换器时，除考虑这两项指标外，还应注意满足电压范围、输出数字的编码、工作温度范围和电压稳定度等方面的要求。

目前市场的主流AD转换器以SPI接口和I2C接口为主，应用最广泛的是SPI接口的AD转换器。这种接口的AD转换器，更易于隔离和方便使用。

二、AD采样的隔离

    我们一般的应用是将模拟量转化为数字量后再进行隔离，这样不仅可以节省成本，在信号的稳定性方面也优于模拟量的隔离。我们一般推荐使用带SPI接口的AD转换器，总共有四根线需要隔离：/CS（主出）、SCK（主出）、MOSI（主出）、MISO（主入）。我们推荐使用ADI的磁耦数字隔离器中的ADUM1411，ADUM1411是一个四通道的数字隔离器（三出一入），刚好与SPI总线的定义一致。不过这款芯片在前端无输入信号的情况下，输出信号为高或低电平（而不是高阻状态），所以当MCU与一个AD转换器进行连接采样时，我们推荐用ADUM1411.而当MCU与多个AD转换器通过SPI总线连接时，我们推荐使用ADUM1401（输出可为高阻状态）。

    还有一种情况，就是当我们使用MCU内部自带的AD采样功能时，这个时候我们的隔离好像不得不在模拟端做。这种内部带了AD转换的MCU应用也很广泛，但在高端场合一般都不会应用其自带的AD功能。不过也有的会在AD前端加一个射集跟随器进行隔离。

后记

    在工业控制中隔离是必须的，如果不做隔离的话，当设备接地不良时，很容易出现问题，轻则数据传输错误，重则MCU损坏。无论何种应用，在选择器件的时候要注意四点，第一：芯片性能；第二：性价比要高；第三：使用方便；第四：元件采购检测方便。