ADI AD7705BRZ-REEL7數模轉換器（DAC）中文詳細資料

一、型號與類型

型號：AD7705BRZ-REEL7

類型：AD7705BRZ-REEL7是一款由Analog Devices Inc.（ADI）生產的16位高精度Σ-Δ（Sigma-Delta）型模數轉換器（ADC）。盡管標題中提及“數模轉換器（DAC）”，但實際上AD7705BRZ-REEL7是模數轉換器（ADC），這里可能存在一個誤解，但我們將繼續基于ADC進行詳細介紹。

　　廠商名稱：ADI

　　元件分類：模數轉換器ADC

　　中文描述： 模數轉換器,16 bit,差分,3線,Microwire,QSPI,串行,SPI,單,4.75 V

　　英文描述： 2-CH 16-BIT DELTA-SIGMA ADC,SERIAL ACCESS,PDSO16,0.300 INCH,LEAD FREE,MS-013AA,SOIC-16

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　　AD7705BRZ-REEL7概述

　　AD7705是一款Sigma-Delta ADC，其作為一個完整的模擬前端用于低頻測量應用。該器件采用Σ-Δ轉換技術，實現了高達16位的無丟失代碼性能。選擇的輸入信號被應用到一個專有的、基于模擬調制器的可編程增益前端。調制器的輸出由一個片上數字濾波器處理。該數字濾波器的第一個缺口可以通過一個片上控制寄存器進行編程，允許調整濾波器的截止和輸出更新率。它是在智能、微控制器或基于DSP的系統中使用的理想選擇。這些器件具有一個串行接口，可以配置為3線操作。增益設置、信號極性和更新率選擇可以在軟件中使用輸入串行端口進行配置。這些部件包含自我校準和系統校準選項，以消除部件本身或系統中的增益和偏移誤差。

　　2個全差分輸入通道ADC

　　0.003%非線性

　　可編程增益前端增益從1到128

　　SPI?-,QSPI-,MICROWIRE-,和DSP兼容的SCLK上的施密特觸發輸入

　　緩沖模擬輸入的能力

　　2.7V至3.3V或4.75V至5.25V工作電壓

　　在3V時，功耗最大為1mW

　　待機電流最大為8?A

　　工作溫度范圍:-40°C到+85°C

　　封裝方式為16引腳SOIC-W

　　AD7705BRZ-REEL7中文參數

二、工作原理

AD7705BRZ-REEL7采用Σ-Δ（Sigma-Delta）轉換技術，這是一種常用于高精度模擬到數字轉換的技術。Σ-Δ調制器通過將輸入模擬信號與內部生成的參考信號進行比較，并生成一個與輸入信號誤差成比例的脈沖序列。這個脈沖序列隨后被數字濾波器處理，以提取出高精度的數字輸出。

具體工作流程如下：

1. 模擬信號輸入：模擬信號通過兩個全差分輸入通道進入AD7705BRZ-REEL7。這些通道支持單極性和雙極性輸入，允許處理從微小信號到大信號的廣泛范圍。

2. 增益可編程放大器（PGA）：輸入信號首先通過可編程增益放大器（PGA），該PGA提供從1到128的增益設置。這允許將不同擺幅范圍的輸入信號放大到接近ADC的滿標度電壓，從而提高轉換精度。

3. Σ-Δ調制器：放大后的信號被送入Σ-Δ調制器，該調制器將模擬信號轉換為脈沖寬度調制（PWM）信號，其占空比與輸入模擬信號的幅度成正比。

4. 數字濾波器：PWM信號通過片內低通數字濾波器進行處理，該濾波器采用(sinNx/sinx)^3函數，以濾除高頻噪聲和量化噪聲，最終輸出16位二進制數字代碼。

5. 數據輸出：轉換完成后的數字數據通過三線串行接口（SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP兼容）輸出給微控制器或數字信號處理器（DSP）。

三、特點

1. 高精度：AD7705BRZ-REEL7提供16位無誤碼數據輸出，非線性誤差低至0.003%，適用于對精度要求極高的應用。

2. 低功耗：在3V工作電壓下，最大功耗僅為1mW，適用于電池供電或低功耗要求的場合。

3. 寬動態范圍：通過可編程增益放大器，AD7705BRZ-REEL7能夠處理從微小信號到大信號的廣泛范圍，動態范圍寬。

4. 自校準：具備自校準和系統校準功能，能夠自動補償環境溫度和工作電壓變化對轉換精度的影響。

5. 抗噪聲性能：采用Σ-Δ轉換技術和低通數字濾波器，有效抑制噪聲，提高信噪比（SNR）至116dB。

6. 靈活配置：通過三線串行接口，可以方便地配置增益、采樣率、輸出更新速率等參數，滿足不同應用需求。

7. 易用性：與多種微控制器和DSP兼容，便于系統集成。

四、應用

AD7705BRZ-REEL7因其高精度、低功耗和靈活性，被廣泛應用于以下領域：

1. 數據采集系統：在測試測量設備、數據采集卡等系統中，用于高精度地轉換模擬信號，提高系統的測量精度。

2. 傳感器接口：在傳感器測量系統中，將傳感器輸出的模擬信號轉換為數字信號，提高測量精度和穩定性，廣泛應用于工業控制、環境監測等領域。

3. 工業控制：在工業自動化控制系統中，用于高精度地采集過程數據，如溫度、壓力、流量等，實現系統的穩定性和準確性。

4. 醫療設備：在心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等醫療設備中，用于高精度地測量生理參數，提高診斷準確性。

5. 智能儀器儀表：在智能電表、智能水表、智能氣體表等儀器儀表中，用于高精度地測量和記錄數據。

五、參數

基本參數：

• 分辨率：16位

• 通道數量：2（全差分輸入通道）

• 采樣率：最高可達500 S/s（根據增益和濾波設置不同）

• 接口類型：3-Wire SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP兼容

• 工作電壓：2.7V至3.3V或4.75V至5.25V

• 功耗（典型值）：在3V供電下，約1mW（具體功耗取決于工作模式和采樣率）

性能參數：

• 非線性誤差：±0.003% FS（典型值）

• 總失調誤差：±0.5mV（典型值）

• 增益誤差：±0.1%（典型值）

• 信噪比（SNR）：116dB（典型值）

• 動態范圍：> 90dB（典型值）

• 共模抑制比（CMRR）：> 100dB（典型值）

可編程特性：

• 可編程增益放大器（PGA）：增益范圍1至128

• 輸出數據速率：可編程，從幾Hz到幾百Hz不等，具體取決于采樣率和濾波器設置

• 濾波器配置：可配置為低噪聲、低漂移或快速響應模式，以滿足不同應用場景的需求

封裝與尺寸：

• 封裝類型：通常提供SOIC、MSOP或LFCSP等封裝形式，AD7705BRZ-REEL7特指其卷帶包裝（Reel）形式，便于自動化生產線的上料和貼裝。

• 尺寸：具體尺寸根據所選封裝類型而定，但通常都非常緊湊，適合空間受限的應用場景。

溫度范圍：

• 工作溫度范圍：-40°C至+85°C（工業級）

• 存儲溫度范圍：-65°C至+125°C

其他特性：

• 上電復位：內置上電復位電路，確保系統穩定啟動

• 電源監控：提供電源監控功能，確保在低電壓條件下自動關閉或復位，保護芯片免受損壞

• 自校準與系統校準：支持自動和手動校準，以補償溫度漂移和長期穩定性變化

• 低噪聲設計：采用先進的電路設計和低噪聲工藝，確保在低信號水平下也能獲得清晰的測量結果

六、總結

AD7705BRZ-REEL7作為一款高性能的16位Σ-Δ型模數轉換器（ADC），憑借其高精度、低功耗、寬動態范圍和靈活的配置選項，在數據采集、傳感器接口、工業控制、醫療設備和智能儀器儀表等眾多領域得到了廣泛應用。其可編程增益放大器、低噪聲設計、自校準功能以及與多種微控制器和DSP的兼容性，使得AD7705BRZ-REEL7成為實現高精度模擬信號數字化的理想選擇。此外，其緊湊的封裝形式和寬溫度工作范圍，也進一步拓寬了其應用場景，滿足了不同行業對高精度、高可靠性ADC的需求。