ADI AD7689BCPZRL7模數轉換器ADC中文資料

一、型號與類型

型號：AD7689BCPZRL7

類型：AD7689BCPZRL7是一款由Analog Devices Inc.（ADI）生產的模數轉換器（ADC），屬于PulSAR?系列。這是一款高性能的8通道、16位電荷再分配逐次逼近寄存器（SAR）型ADC，專為多通道低功耗數據采集系統而設計。

　　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,250 kSPS,差分,偽差分,S單端,Microwire,QSPI,SPI,單,2.3 V

　　英文描述： Analog To Digital Converters(ADCs)16 250K 8 SPI,DSP 2.3V~5.5V LFCSP-20_4x4x05P RoHS

　　數據手冊：http://www.tongliao8.com/data/k01-36683862-AD7689BCPZRL7.html

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　　AD7689BCPZRL7概述

　　AD7689是一款8通道、16位、電荷再分配逐次逼近寄存器（SAR）模數轉換器（ADC），可在單電源VDD下工作。該器件使用一個簡單的串行端口接口（SPI）來寫入配置寄存器和接收轉換結果。SPI接口使用一個單獨的電源VIO，它被設置為主機邏輯電平。功率耗散與吞吐量成正比。它被廣泛用于多通道系統監測、電池供電的設備、醫療儀器等應用。ECG/EKG、移動通信。GPS，電力線監測，數據采集，地震數據采集系統，儀器儀表，過程控制等。

　　單極單端，差分（GND感應）

　　假雙極性，內部溫度傳感器（TEMP）

　　通道排序器，可選擇1極濾波器，繁忙指示器，無管道延遲，SAR結構

　　與SPI、MICROWIRE、QSPI和DSP兼容的串行接口

　　積分非線性最大為±1.5LSB，在(2.5V/200kSPS)時功率耗散為3.5mW

　　吞吐量為250kSPS，動態范圍為93.8dB

　　20kHz時SINAD為91dB，20kHz時THD為-100dB

　　模擬輸入范圍為0V至VREF，VREF最高可達VDD

　　單電源工作范圍為2.3V至5.5V，1.8V至5.5V邏輯接口

　　工作溫度為-40°C至+85°C，封裝樣式為20引腳LFCSP

　　AD7689BCPZRL7中文參數

　　AD7689BCPZRL7引腳圖

二、工作原理

模數轉換器（ADC）是一種將連續的模擬信號轉換為離散的數字信號的電子元件。AD7689BCPZRL7采用逐次逼近型（SAR）架構，這是一種高效且低功耗的轉換方法。SAR ADC通過逐次比較輸入信號與內部DAC（數模轉換器）的輸出，逐漸逼近輸入信號的精確值，最終實現模擬到數字的轉換。

基本步驟：

1. 采樣：首先，采樣器以固定的時間間隔對模擬信號進行采樣，將連續的信號轉換為離散的樣本。

2. 量化：然后，量化器將采樣后的信號映射為一組離散的數值，這些數值通常使用二進制表示。

3. 編碼：最后，編碼器將這些量化后的數值轉換為數字信號輸出。

三、特點

AD7689BCPZRL7具備以下顯著特點：

1. 高分辨率：16位分辨率，確保高精度的模擬信號轉換。

2. 無失碼：真正的16位SAR ADC，無丟失代碼，提供穩定可靠的轉換結果。

3. 多通道：支持8通道輸入，適用于需要同時采集多個模擬信號的場合。

4. 靈活的輸入配置：支持單極性單端輸入、差分輸入（使用參考地）和偽雙極性輸入，滿足不同應用需求。

5. 低功耗：功耗與吞吐量成正比，適合低功耗應用場景。

6. 內置組件豐富：包含內部低漂移基準電壓源（可選2.5 V或4.096 V）、溫度傳感器、可選單極濾波器和時序控制器，提供完整的數據采集解決方案。

7. 接口簡單：使用簡單的SPI接口進行數據配置和結果接收，兼容SPI、MICROWIRE、QSPI和DSP接口，方便與各種微控制器連接。

8. 小型封裝：采用20引腳LFCSP封裝，體積小，便于PCB布局。

9. 寬工作溫度范圍：額定溫度范圍為-40°C至+125°C，適用于多種環境條件。

四、應用

AD7689BCPZRL7因其高性能和多功能性，廣泛應用于以下領域：

1. 多通道系統監控：在工業自動化和過程控制系統中，需要實時監控多個傳感器信號，AD7689BCPZRL7的多通道和高精度特性使其成為理想選擇。

2. 電池供電設備：低功耗特性使得AD7689BCPZRL7非常適合用于便攜式或電池供電的設備中，如可穿戴設備、無線傳感器網絡等。

3. 醫療儀器：在心電圖（ECG/EKG）等醫療設備中，需要高精度的模擬信號轉換來確保診斷的準確性，AD7689BCPZRL7能夠滿足這一要求。

4. 移動通信：在GPS接收機等移動通信設備中，AD7689BCPZRL7可用于接收和處理模擬信號，提高定位精度和信號穩定性。

5. 電力線路監控：在電力系統中，需要對電力線路的各種參數進行實時監測，AD7689BCPZRL7可用于采集電流、電壓等模擬信號，確保電力系統的安全穩定運行。

6. 數據采集：在數據采集系統中，AD7689BCPZRL7可用于采集各種模擬信號，如溫度、壓力、流量等，為數據分析提供準確可靠的數字信號。

7. 地震數據采集系統：地震監測需要高精度的數據采集，AD7689BCPZRL7的高分辨率和多通道特性使其成為地震數據采集系統的理想組件。

8. 儀器儀表：在各種儀器儀表中，AD7689BCPZRL7可用于信號采集和處理，提高測量精度和穩定性。

五、參數

以下是AD7689BCPZRL7的主要技術參數：

• 分辨率：16位

• 通道數量：8通道

• 接口類型：SPI, DSP, MICROWIRE, QSPI

• 采樣率：250 kSPS

• 動態范圍：93.8 dB

• 信噪比（SNR）：93.5 dB

• 總諧波失真（THD）：-100 dB（20 kHz時）

• 無雜散動態范圍（SFDR）：≥ 100 dB（典型值，在fIN = 1 kHz時）

• 輸入范圍：

• 單端輸入：0 V至VREF

• 差分輸入：±VREF/2（使用參考地）

• 偽雙極性輸入：-VREF至VREF（通過外部偏置）

• 基準電壓源：內部可選2.5 V或4.096 V，具有低漂移特性

• 功耗：

• 典型值：在250 kSPS時，單通道為1.6 mW，所有通道為12.8 mW

• 休眠模式：微安級

• 供電電壓：

• 模擬部分：2.3 V至5.5 V

• 數字部分：1.8 V至3.6 V

• 溫度范圍：-40°C至+125°C

• 封裝：20引腳LFCSP（無鉛）

• 尺寸：小型封裝，便于PCB布局

六、高級特性

AD7689BCPZRL7不僅具備基本的ADC功能，還包含一些高級特性，進一步提升了其性能和靈活性：

1. 內部溫度傳感器：集成了一個高精度的溫度傳感器，可用于監測ADC自身的溫度，從而進行溫度補償或系統監控。

2. 可編程增益放大器（PGA）選項（注意：此具體型號可能不包含PGA，但通常在PulSAR系列中有類似選項）：雖然AD7689BCPZRL7本身可能不直接提供PGA，但了解ADI的PulSAR系列時，PGA是提升信號調理靈活性的一個重要選項。PGA可以在ADC之前放大或衰減輸入信號，以適應不同的信號幅度范圍。

3. 同步采樣：支持所有通道的同時采樣，這對于需要保持通道間相位一致性的應用至關重要。

4. 靈活的時鐘控制：提供了多種時鐘源選項，包括內部時鐘和外部時鐘，以及時鐘分頻功能，以適應不同的系統時鐘需求。

5. 數字濾波器：雖然AD7689BCPZRL7可能不直接集成數字濾波器，但ADI通常提供配套的數字濾波器軟件或硬件解決方案，以改善信號質量，減少噪聲和干擾。

6. 低功耗模式：除了正常的操作模式外，還提供了低功耗模式（如休眠模式），以在不需要進行轉換時進一步降低功耗。

七、設計注意事項

在設計包含AD7689BCPZRL7的系統時，需要注意以下幾點：

1. 電源去耦：確保為ADC提供干凈、穩定的電源，使用適當的去耦電容來減少電源噪聲。

2. 接地設計：合理的接地設計對于保證ADC的性能至關重要。應避免在模擬和數字地之間形成環路，以減少地電位差引起的干擾。

3. 信號調理：根據輸入信號的特性選擇合適的信號調理電路，如濾波、放大或衰減，以確保ADC的輸入在其動態范圍內。

4. 布局與布線：在PCB布局時，應盡量減少模擬和數字信號之間的耦合，避免數字信號對模擬信號的干擾。同時，應注意ADC引腳的布線長度和阻抗匹配，以最小化信號反射和衰減。

5. 時序控制：確保SPI接口的時序與ADC的要求相匹配，以避免通信錯誤或數據丟失。

6. 軟件配置：根據應用需求合理配置ADC的寄存器，如設置采樣率、輸入范圍、增益等參數。

八、總結

AD7689BCPZRL7作為一款高性能的8通道、16位SAR ADC，憑借其高分辨率、多通道、低功耗和靈活的配置選項，在多個領域具有廣泛的應用前景。通過合理的系統設計和配置，可以充分發揮其性能優勢，為數據采集和信號處理提供可靠的支持。無論是工業自動化、醫療設備還是便攜式設備等領域，AD7689BCPZRL7都是一個值得考慮的選擇。