传统上，同步采样逐次逼近寄存器(SAR) ADC被视为是对主要由能源客户提出的提供保护继电器应用的需求的响应。在输配电网络中，保护继电器监测电网，以尽快对任何故障情况（过压或过流）作出反应，避免造成严重损坏。

为了监测传输的电源，需要同步测量电流和电压。电流是通过变压器(CT)来测量的，在通过变压器后，电流减小，提供隔离，并通过负载电阻转换为电压。电压是通过电阻网络来测量的，这是一个分压器，它将电压从kV范围降至V范围。ADI公司提供同步采样ADC来监测电压和电流，以简化双器件、四器件或八器件的功率计算。图1所示的信号链原理图通常用于测量单相，多相电力系统的功率需要使用通道数量更高的数据采集系统(DAS)，即8个通道对应3个相位和1个中性相位。

何时使用外部前端电阻

虽然电阻输入ADC被设计成直接与大多数传感器连接，但在某些情况下，可能需要在模拟输入前面增加外部电阻。例如，如果应用需要额外的抗混叠滤波，或需要保护输入不受过流故障影响，就可能出现上述这种情况。

抗混叠滤波器

尽管电阻输入ADC通常提供一个内部抗混叠滤波器，但许多应用可能以较低的采样频率运行，因此，需要较低的转折频率。一个常见的要求是：在每个工频周期采集256个样本，也就是说，对于50 Hz电网系统，采样频率(fS)为12.8 kSPS。

输入保护

在其他应用示例中，特别是在保护继电器市场中，在故障发生时，过电流可能会流入模拟输入引脚。为免损坏器件，绝对最大额定值(AMR)指示须将输入电流限制在10 mA以下。我们建议使用一个外部串联电阻来限制这种潜在的输入电流。

如果传感器输出电压意外增大到±30 V，输入箝位保护电路（可以传输高达±16.5 V的电压）将开启并传输大量电流，从而损坏该器件。在模拟输入前面使用一个1.35 kΩ RFILTER，如此，在过应力期间，可以防止高于10 mA的电流流动；但是，我们建议使用更大的电阻（例如10 kΩ）来防止频段达到最大限值。

在任何情况下，必须使用公式2中计算的大电阻（适用于抗混叠滤波器(AAF)或限流）中的一个来确保满足两种条件。但是，请注意，如果在故障状态下模拟输入信号的潜在过应力低于±21 V，且无需使用外部AAF，则可能无需使用外部电阻。

外部电阻导致的误差

引入此类外部电阻的缺点是，无论是用于额外滤波，还是用于保护器件免受大电流的影响，它们都会影响系统的精度。例如， AD7606经过工厂调试，可以在整个温度和电源范围内提供极低的偏置和增益误差，分别为最大32 LSB1和6 LSB。但是，在增加外部无源器件之后，这些规格不再有效，因为系统增益误差（系统将其视为电阻输入ADC+前面的电阻）会增大到大于AD7606的增益误差。系统设计师很关注这种系统增益误差，因为这意味着他们必须自己执行系统增益校准，才能保证他们的最终产品能够达到标准或最终用户所要求的目标精度。我们可以使用两种方法执行系统增益校准：

• 在生产中执行增益校准，也就是说，生产的每个系统均需通过校准程序测试，存储校准系数，然后使用这些系数来消除增益误差。这与ADC在IC层面执行的操作相似，但是是在系统层面。

• 对每个ADC样本使用固定的校正因子。因为下一节给出的分析很详细地讲解了系统增益误差，所以数字主机控制器会使用消除系统增益误差的因子来乘以从ADC中获取的每个样本。后文称之为后端校准。

使用第一种解决方案可以实现出色精度，但需要很长时间进行出厂测试，这会大大增加产品的成本。第二种解决方案虽然更便宜，但不那么精准，因为它是基于ADC的典型输入阻抗，且使用控制器资源，在有些情况下，会受到限制。有时候，为了避免这两种复杂情况，客户可能会选择使用一个很大的输入阻抗，在这种情况下，前端电阻导致的误差会降低，使得系统精度随之提高。通过使用这种方法，问题从系统问题转变为IC问题。但是，这可能不是的方法，因为增加输入阻抗意味着必须开发新的解决方案，这需要时间，且会导致产生新的问题，例如会因这些更大的片内电阻导致更高的噪声。AD7606B 和 AD7606C 具有片内增益校准功能，可以消除外部电阻导致的系统增益误差，在不经校准的情况下实现出色精度，避免增加系统解决方案的成本。