EVAL - ADE7903EBZ評估套件使用指南

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，準(zhǔn)確評估芯片性能是非常重要的環(huán)節(jié)。今天要給大家介紹的是EVAL - ADE7903EBZ評估套件，它能幫助我們對ADE7903 Σ - Δ ADC進(jìn)行全面評估。

文件下載：EVAL-ADE7903EBZ.pdf

1. 套件特性與內(nèi)容

1.1 特性

• 這是一款功能齊全的ADE7903評估板，可與EVAL - SDP - CB1Z系統(tǒng)演示平臺（SDP - B）配合使用，實(shí)現(xiàn)PC控制。
• 配備PC軟件，用于控制和數(shù)據(jù)分析（包括時(shí)域和頻域），還具備獨(dú)立運(yùn)行能力。

1.2 套件內(nèi)容

• 包含EVAL - ADE7903EBZ評估板。

1.3 額外設(shè)備需求

• 需要單獨(dú)訂購EVAL - SDP - CB1Z，它附帶USB電纜。
• 還需要1個(gè)電流傳感分流器、精密電流和電壓信號源、迷你夾子。
• 一臺運(yùn)行Windows XP SP2、Windows Vista或Windows 7且?guī)в蠻SB 2.0端口的PC。

1.4 在線資源

• 文檔：有ADE7903數(shù)據(jù)手冊和EVAL - ADE7903EBZ用戶指南。
• 所需軟件：可從產(chǎn)品頁面下載ADE7903評估軟件。
• 設(shè)計(jì)和集成文件：包括原理圖、布局文件和物料清單。

2. 評估板硬件

2.1 概述

要評估ADE7903，需將評估板和SDP - B板連接在一起。EVAL - ADE7903EBZ評估板上有一個(gè)ADE7903 ADC，可用于獨(dú)立ADC評估或作為單相電表實(shí)現(xiàn)示例。評估板通過120針連接器與EVAL - SDP - CB1Z SDP - B Blackfin?板連接。SDP - B板由Blackfin ADSP - BF527微控制器組成，負(fù)責(zé)處理從PC到評估板上ADE7903設(shè)備的所有通信。

2.2 上電操作

接口板通過連接到PC的USB電纜獲取電源。3.3 V穩(wěn)壓器為SDP - B板微控制器供電，并通過隔離屏障為評估板上的ADE7903 ADC供電，無需額外電源。

2.3 模擬輸入

2.3.1 電流傳感輸入

ADE7903在其IP和IM引腳測量分流器兩端的電壓。電流輸入結(jié)構(gòu)中，R8、R9、R20和R21是0 Ω電阻，在實(shí)際電表板上無需實(shí)現(xiàn)。R15/C12和R16/C15 RC網(wǎng)絡(luò)是抗混疊濾波器，默認(rèn)截止頻率為4.8 kHz（1 kΩ/33 nF），可通過更換評估板上的組件輕松調(diào)整。E1、E2和E3鐵氧體磁珠用于過濾可能引入導(dǎo)線的高頻噪聲。ADE7903的IP和IM引腳的絕對最大電壓為±2 V，D3和D6二極管保護(hù)這些引腳免受大于±1 V的電壓影響。IP引腳允許的最大信號電平為±0.03125 V峰值，信號范圍相對于AGND_ADC不得超過±0.03125 V。分流器連接在IP_IN和IMIN測試引腳之間，分流器的最大值由每相要測量的最大電流決定，計(jì)算公式為[R=frac{31.25 × 10^{-3}}{sqrt{2}} × frac{1}{I{I S}}]，其中(frac{31.25 × 10^{-3}}{sqrt{2}})是ADC輸入接受的滿量程電壓的均方根值，(I_{FS})是要測量的最大電流，即滿量程電流。

2.3.2 相電壓傳感輸入

EVAL - ADE7903EBZ評估板上的相 - 中性電壓輸入連接可直接連接到GND和V1P_IN測試點(diǎn)之間的線電壓源。這些電壓在提供給ADE7903之前，使用簡單的電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行衰減。電壓通道上的衰減網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)為使網(wǎng)絡(luò)的截止頻率（3 dB頻率）與電流通道輸入中的抗混疊濾波器相匹配，以防止在低功率因數(shù)下出現(xiàn)大的能量誤差。ADE7903的V1P和VM引腳的絕對最大電壓為±2 V，D1、D7、D4和D9二極管保護(hù)這些引腳免受大于±2 V的電壓影響。V1P引腳允許的最大信號電平為±0.5 V峰值，信號范圍相對于GND不得超過±0.5 V。E4和E5鐵氧體磁珠用于過濾可能引入導(dǎo)線的高頻噪聲。

2.3.3 輔助電壓傳感輸入

評估板上的輔助電壓輸入連接可直接連接到V2P_IN和GND之間的線電壓源，其連接方式與相電壓傳感輸入的V1P_IN路徑類似。

2.3.4 VDD和接地引腳管理

ADE7903封裝有四個(gè)接地引腳（GND）：引腳2、引腳10、引腳11和引腳20。引腳11（GND）必須在封裝外部連接到引腳2或引腳10（GND），引腳19（VDD）必須在封裝外部以最短路徑直接連接到引腳1（VDD），因?yàn)樗鼈儍?nèi)部未連接。VDD引腳上的C1A、C2A和C4A去耦電容連接到最近的接地引腳，模擬LDO引腳和電壓參考引腳上的去耦電容C5A、C6A、C13A和C14A必須與VDD電路分開，并連接到接地（引腳10）。

2.4 設(shè)置為電表

圖8展示了EVAL - ADE7903EBZ評估板的典型設(shè)置，以單相2線配電系統(tǒng)的電表為例。使用分流器感測相電流，線電壓直接連接到板上，板由PC通過USB電纜提供的一個(gè)電源供電。ADE7903可與ADE7913/ADE7912在單相系統(tǒng)中配合使用，必要時(shí)監(jiān)測線路和中性線。在不需要與中性線隔離的替代應(yīng)用中，ADE7903可與三個(gè)ADE7913/ADE7912設(shè)備一起用于三相配電系統(tǒng)的中性線。要評估ADE7913，可參考其產(chǎn)品頁面。此外，評估板也可以通過P8連接器與另一塊板上的不同微控制器連接，此時(shí)SDP - B Blackfin板將不再使用。

3. 評估板軟件

3.1 驅(qū)動(dòng)安裝

首次使用ADE7903評估工具時(shí)，需要安裝驅(qū)動(dòng)程序以實(shí)現(xiàn)成功通信。驅(qū)動(dòng)程序SDPDriversNET.exe可在評估軟件包的SDP驅(qū)動(dòng)文件夾中找到。安裝步驟如下：

1. 當(dāng)安裝向?qū)С霈F(xiàn)時(shí)，點(diǎn)擊“下一步”，并按照安裝說明操作。
2. 安裝完成后，點(diǎn)擊“完成”關(guān)閉窗口。 連接USB電纜后，Windows會自動(dòng)檢測設(shè)備并找到正確的驅(qū)動(dòng)程序。

3.2 軟件安裝與卸載

ADE7903評估軟件包含在評估軟件包中，它是基于LabVIEW的程序，需要安裝。首次在PC上使用評估軟件之前，運(yùn)行安裝程序，該程序可在installation_files文件夾中找到。如果PC上有LabVIEW 2010的副本，可執(zhí)行文件在executable文件夾中，LabVIEW源文件在LabView_projectsource文件夾中。

• 安裝：雙擊installation_filessetup.exe啟動(dòng)安裝程序，它會自動(dòng)安裝所有軟件組件，包括卸載程序，并創(chuàng)建所需的目錄。
• 啟動(dòng)：通過“開始”>“程序”>“ADE7903評估軟件”并點(diǎn)擊“ADE7903評估軟件”來啟動(dòng)軟件。
• 卸載：可以使用控制面板中的“添加/刪除程序”選項(xiàng)卸載ADE7903評估軟件程序和NI運(yùn)行時(shí)引擎。在安裝新版本之前，需要先卸載舊版本。

3.3 主窗口

軟件啟動(dòng)后，主窗口打開，分為左側(cè)的主菜單和右側(cè)用于驗(yàn)證PC是否連接到SDP - B板的框。軟件會自動(dòng)檢測SDP - B Blackfin板，如果端口檢測成功，右側(cè)框?qū)@示“Connected”。功能菜單位于窗口頂部，可用于在不同主菜單選項(xiàng)之間導(dǎo)航。

3.4 評估軟件功能

3.4.1 啟動(dòng)ADE7903

軟件自動(dòng)以默認(rèn)設(shè)置啟動(dòng)ADE7903 ADC，ADC數(shù)字低通濾波器的帶寬設(shè)置為3.3 kHz，ADC輸出頻率設(shè)置為8 kHz，CLKOUT/DREADY引腳設(shè)置為以輸出頻率生成DREADY信號以指示ADC數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好，次級電壓通道設(shè)置為從V2P輸入讀取而非溫度傳感器。用戶可以在窗口右側(cè)的框中選擇不同的設(shè)置，點(diǎn)擊“Configure”更新設(shè)置?！癈ONFIG”寄存器框顯示當(dāng)前CONFIG寄存器的值，可用于驗(yàn)證對ADE7903所做的更改。“Lock Registers”按鈕可用于保護(hù)ADE7903中的配置寄存器，點(diǎn)擊該按鈕會直接寫入鎖定寄存器（0xA），寄存器受保護(hù)時(shí)，右側(cè)的框會變灰，“Lock Registers”指示燈亮起。建議在評估時(shí)禁用寄存器保護(hù)。

3.4.2 波形采樣

要顯示波形，需在“Accumulation Time (ms)”框中輸入采集時(shí)間（以毫秒為單位），選擇要可視化的ADE7903通道（電流、電壓1和電壓2），點(diǎn)擊“Capture”在繪圖上顯示波形。數(shù)據(jù)采集后，可修改通道復(fù)選框以顯示不同的波形組合。SDP - B Blackfin板使用ADE7903 DREADY信號作為中斷來采集波形樣本，繪圖上方的藍(lán)色條顯示采集進(jìn)度。要將波形保存到文件，點(diǎn)擊“Save File To”下方的文件夾圖標(biāo)選擇保存文件夾，然后點(diǎn)擊“Save As .txt”保存波形數(shù)據(jù)。文件名為ADE7903_WAVEFORM_xxxx.txt，包含時(shí)間、電流通道、電壓通道1和電壓通道2的原始數(shù)據(jù)，文件以分號（;）分隔，可輕松導(dǎo)入電子表格。還可以通過繪圖區(qū)域左下角的按鈕進(jìn)行繪圖的平移和縮放。將“Select Analysis”開關(guān)從“Waveforms”切換到“FFT”可啟用傅里葉分析，此時(shí)可選擇窗函數(shù)（Hanning、Blackman - Harris或無），并設(shè)置各種FFT參數(shù)，程序會計(jì)算并顯示ADC的SNR、THD、SINAD、SFDR等規(guī)格。

3.4.3 溫度測量

通過“Temperature Sensor Select”開關(guān)控制ADE7903測量V2通道輸入還是溫度傳感器。選擇溫度傳感器后，可在“CONFIG”指示框中看到CONFIG寄存器的新值。點(diǎn)擊“Read”按鈕可讀取溫度傳感器或V2電壓的值，并顯示在“V2/Temperature Reading”中，同時(shí)顯示存儲在ADE7903中的溫度偏移值（該值不可更改）。在“MCU Calculations”區(qū)域，軟件會使用數(shù)據(jù)手冊中推薦的帶有溫度增益校正和溫度偏移校正的方程，在“Temperature [deg C]”框中獲取攝氏度溫度讀數(shù)，用戶可以修改增益和偏移校正值。

3.4.4 讀寫寄存器

通過窗口右側(cè)的框并點(diǎn)擊“Write”或“Read”，可以訪問評估板上ADE7903的每個(gè)寄存器。可以通過地址或寄存器名稱，通過“Data to Write to Register”和“Data to Read from Register”字段訪問寄存器。

3.4.5 復(fù)位ADE7903

從主菜單點(diǎn)擊“Reset the ADE7903”可復(fù)位設(shè)備，會出現(xiàn)確認(rèn)窗口，點(diǎn)擊“OK”返回主菜單。

4. 注意事項(xiàng)

4.1 ESD注意

ADE7903是靜電放電（ESD）敏感設(shè)備，帶電設(shè)備和電路板可能會在無檢測的情況下放電。盡管產(chǎn)品具有專利或?qū)Ｓ?a href="http://m.sdkjxy.cn/tags/保護(hù)電路/" target="_blank">保護(hù)電路，但高能量ESD仍可能對設(shè)備造成損壞，因此應(yīng)采取適當(dāng)?shù)腅SD預(yù)防措施，避免性能下降或功能喪失。

4.2 法律條款和條件

使用評估板即表示同意相關(guān)協(xié)議，除非已購買評估板，否則適用本協(xié)議。評估板僅供評估使用，用戶不得將其出租、租賃、展示、銷售、轉(zhuǎn)讓、分配、再許可或分發(fā)，也不得允許第三方訪問。評估板的所有權(quán)歸ADI所有，用戶不得披露或轉(zhuǎn)讓評估板的任何部分。用戶不得拆解、反編譯或逆向工程評估板上的芯片，若評估板發(fā)生損壞或進(jìn)行修改，需告知ADI。ADI可隨時(shí)終止協(xié)議，用戶需歸還評估板。評估板“按原樣”提供，ADI不做任何保證，ADI的總責(zé)任限于100美元。用戶不得直接或間接將評估板出口到其他國家，需遵守美國聯(lián)邦出口法律和法規(guī)。協(xié)議受馬薩諸塞州法律管轄。

大家在使用EVAL - ADE7903EBZ評估套件時(shí)，有沒有遇到過什么有趣的問題或者獨(dú)特的使用技巧呢？歡迎在評論區(qū)分享。