ADI AD7190BRUZ-REEL數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片中文資料

一、型號(hào)與類型

AD7190BRUZ-REEL是Analog Devices Inc.（ADI）生產(chǎn)的一款高性能數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片（ADC），具體屬于Sigma-Delta（Σ-Δ）型ADC。這款芯片以其超低噪聲特性和高精度測量能力而著稱，廣泛應(yīng)用于各種需要高精度數(shù)據(jù)采集的場合。AD7190BRUZ-REEL的封裝形式為TSSOP-24，即薄型小尺寸封裝，便于在小型化和高密度的電子系統(tǒng)中應(yīng)用。

廠商名稱：ADI

元件分類：數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片

中文描述： 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，24 bit，4.8 kSPS，偽差分，SPI，單，4.75 V

英文描述： 4-Channel Single ADC Delta-Sigma 4.8ksps 24-bit Serial 24-Pin TSSOP T/R

數(shù)據(jù)手冊：http://www.kmzr.net.cn/data/k01-36683849-AD7190BRUZ-REEL.html

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AD7190BRUZ-REEL中文參數(shù)

AD7190BRUZ-REEL概述

AD7190BRUZ是一款超低噪聲，24位sigma-delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，具有PGA。片上低噪聲增益級(jí)意味著小幅度的信號(hào)可以直接連接到ADC。該器件可以配置為具有兩個(gè)差分輸入或四個(gè)偽差分輸入。片上通道排序器允許啟用多個(gè)通道，并且轉(zhuǎn)換器在每個(gè)啟用的通道上順序轉(zhuǎn)換。這簡化了與零件的通信。片上4.92MHz時(shí)鐘可用作ADC的時(shí)鐘源，或者可以使用外部時(shí)鐘或晶體。該設(shè)備具有兩個(gè)數(shù)字濾波器選項(xiàng)。濾波器的選擇會(huì)影響已編程輸出數(shù)據(jù)速率，均方根建立時(shí)間和50/60Hz抑制下的均方根噪聲/無噪聲分辨率。

隨時(shí)間變化

2個(gè)差分/4個(gè)偽差分輸入通道

自動(dòng)頻道定序器

可編程增益

內(nèi)部或外部時(shí)鐘

4個(gè)通用數(shù)字輸出

應(yīng)用

消費(fèi)電子產(chǎn)品，測試與測量

二、工作原理

AD7190BRUZ-REEL采用Sigma-Delta（Σ-Δ）調(diào)制技術(shù)，這是一種過采樣和噪聲整形技術(shù)，能夠在低頻段提供極高的分辨率和低噪聲性能。Sigma-Delta ADC通過將模擬信號(hào)與反饋信號(hào)進(jìn)行差分，然后經(jīng)過一個(gè)積分器（Σ），再通過量化器（Δ）進(jìn)行量化，最后通過數(shù)字濾波器進(jìn)行噪聲整形和降采樣，從而輸出高精度的數(shù)字信號(hào)。

這種技術(shù)的主要優(yōu)勢在于其能夠在較低的采樣率下實(shí)現(xiàn)高分辨率，同時(shí)保持較低的噪聲水平。AD7190BRUZ-REEL內(nèi)部的Sigma-Delta調(diào)制器通過其高階環(huán)路濾波器，有效地將量化噪聲推至高頻段，然后通過數(shù)字濾波器進(jìn)行濾波，從而提高了低頻段的信噪比（SNR）。

三、特點(diǎn)

1. 超低噪聲：AD7190BRUZ-REEL具有極低的均方根（RMS）噪聲，低至8.5 nV（在4.7 Hz，增益=128時(shí)），這使得它能夠處理極其微弱的信號(hào)。

2. 高分辨率：該芯片提供24位的高分辨率，能夠捕捉到非常微小的模擬信號(hào)變化，滿足高精度測量需求。

3. 可編程增益：片上集成了可編程增益放大器（PGA），增益范圍從1至128，可以根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整輸入信號(hào)的幅度，從而提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍和靈活性。

4. 多通道輸入：AD7190BRUZ-REEL可配置為兩路差分輸入或四路偽差分輸入，支持多個(gè)通道的同步或順序采樣，簡化了與多個(gè)傳感器的接口設(shè)計(jì)。

5. 自動(dòng)通道排序器：片內(nèi)集成的通道排序器能夠自動(dòng)按順序轉(zhuǎn)換各個(gè)使能通道，減少了軟件控制的復(fù)雜性，提高了數(shù)據(jù)處理的效率。

6. 靈活的時(shí)鐘源：支持內(nèi)部4.92 MHz時(shí)鐘，也可以使用外部時(shí)鐘或晶體振蕩器作為時(shí)鐘源，以適應(yīng)不同的系統(tǒng)時(shí)鐘需求。

7. 多種數(shù)字接口：提供3-Wire SPI、QSPI、MICROWIRE等接口，方便與各種微控制器（MCU）和數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）進(jìn)行通信。

8. 寬電源范圍：模擬電源電壓在4.75 V至5.25 V之間，數(shù)字電源電壓在2.7 V至5.25 V之間，滿足了多種供電環(huán)境下的應(yīng)用需求。

9. 低功耗：在典型工作條件下，功耗僅為6 mA，有助于延長電池壽命，適合便攜式設(shè)備應(yīng)用。

10. 高精度：積分非線性（INL）低至±15 ppm，增益誤差為±0.005%FSR，確保了高精度的測量結(jié)果。

四、應(yīng)用

AD7190BRUZ-REEL因其卓越的性能和廣泛的應(yīng)用范圍，被廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

1. 電子秤：由于其高精度和低噪聲特性，AD7190BRUZ-REEL非常適合用于電子秤中，確保精確的重量測量。

2. 應(yīng)變計(jì)傳感器：在需要精確測量應(yīng)變的場合，如橋梁、建筑結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測中，AD7190BRUZ-REEL能夠提供準(zhǔn)確可靠的測量結(jié)果。

3. 壓力測量：在工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域，壓力測量是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，AD7190BRUZ-REEL的高精度和低噪聲性能能夠確保壓力測量的準(zhǔn)確性。

4. 溫度測量：通過連接溫度傳感器，AD7190BRUZ-REEL能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的溫度測量，適用于各種需要溫度監(jiān)控的場合。

5. 色譜分析：在色譜儀等科學(xué)儀器中，AD7190BRUZ-REEL能夠準(zhǔn)確捕捉信號(hào)變化，提高色譜分析的精度和可靠性。

6. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：在需要高精度數(shù)據(jù)采集的系統(tǒng)中，如工業(yè)自動(dòng)化、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域，AD7190BRUZ-REEL能夠提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)支持。

7. 醫(yī)療與科學(xué)儀器：在醫(yī)療設(shè)備和科學(xué)儀器中，AD7190BRUZ-REEL的高精度和低噪聲特性能夠滿足復(fù)雜測量任務(wù)的需求。

五、參數(shù)

以下是AD7190BRUZ-REEL的一些關(guān)鍵參數(shù)概覽：

1. 分辨率：24位，提供極高的精度和動(dòng)態(tài)范圍。

2. 輸入噪聲：

• 典型RMS噪聲（1 Hz至2.5 Hz帶寬，增益=128）：8.5 nV

• 典型RMS噪聲（4.7 Hz至50 Hz帶寬，增益=128）：24 nV

3. 模擬輸入：

• 差分輸入范圍（PGA增益=1）：±2.5 V

• 差分輸入范圍（PGA增益=128）：±20 mV至±2.5 V

• 偽差分輸入范圍（PGA增益=1）：±5 V

• 輸入失調(diào)電壓（最大值）：±50 μV

4. 可編程增益放大器（PGA）：

• 增益范圍：1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128

• 增益誤差（典型值）：±0.005%FSR

5. 轉(zhuǎn)換速率：

• 典型轉(zhuǎn)換時(shí)間（24位，無噪聲）：1.28 ms

• 最大轉(zhuǎn)換速率（單通道）：384 SPS（每秒采樣數(shù)）

6. 數(shù)字接口：

• SPI兼容的3線/4線接口

• QSPI（快速SPI）

• MICROWIRE接口

7. 電源要求：

• 模擬電源電壓（VANA）：4.75 V至5.25 V

• 數(shù)字電源電壓（VDDI, VDRIVE）：2.7 V至5.25 V（推薦3.3 V或5 V）

• I/O電源電壓（VIO）：與VDDI相同或可選獨(dú)立電源

8. 功耗：

• 典型工作電流（單通道，增益=128）：6 mA

• 待機(jī)電流（所有功能關(guān)閉）：<1 μA

9. 精度參數(shù)：

• 積分非線性（INL）（最大值）：±15 ppm（全量程）

• 微分非線性（DNL）（最大值）：±1 LSB

• 增益誤差（最大值）：±0.005%FSR

• 偏移誤差（最大值）：±150 μV

10. 工作溫度范圍：

• 商業(yè)級(jí)：-40°C至+85°C

• 工業(yè)級(jí)：-40°C至+125°C（根據(jù)具體型號(hào)）

11. 封裝：

• TSSOP-24封裝，小尺寸，適合高密度電路板設(shè)計(jì)

12. 外部元件需求：

• 通常需要外部參考電壓源（可選內(nèi)部參考，但精度較低）

• 可能需要外部濾波電容以優(yōu)化電源噪聲抑制

六、總結(jié)

AD7190BRUZ-REEL作為Analog Devices的一款高性能Sigma-Delta ADC，以其超低的噪聲、高分辨率、可編程增益以及靈活的數(shù)字接口，在眾多需要高精度測量的應(yīng)用場合中表現(xiàn)出色。無論是在電子秤、應(yīng)變計(jì)傳感器、壓力測量、溫度測量，還是在色譜分析、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及醫(yī)療與科學(xué)儀器中，AD7190BRUZ-REEL都能提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)支持，滿足用戶對高精度測量的需求。其低功耗特性和寬電源范圍也使其非常適合便攜式設(shè)備和各種復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)用。通過合理配置外部元件和接口，可以進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集和處理。