ADI AD7689BCPZRL7模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC中文資料

一、型號(hào)與類型

型號(hào)：AD7689BCPZRL7

類型：AD7689BCPZRL7是一款由Analog Devices Inc.（ADI）生產(chǎn)的模數(shù)轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)采集系統(tǒng)而設(shè)計(jì)。

　　廠商名稱：ADI

　　元件分類：模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC

　　中文描述： 模數(shù)轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)手冊(cè)：http://www.kmzr.net.cn/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(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），可在單電源VDD下工作。該器件使用一個(gè)簡(jiǎn)單的串行端口接口（SPI）來寫入配置寄存器和接收轉(zhuǎn)換結(jié)果。SPI接口使用一個(gè)單獨(dú)的電源VIO，它被設(shè)置為主機(jī)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(tǒng)監(jiān)測(cè)、電池供電的設(shè)備、醫(yī)療儀器等應(yīng)用。ECG/EKG、移動(dòng)通信。GPS，電力線監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)采集，地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，儀器儀表，過程控制等。

　　單極單端，差分（GND感應(yīng)）

　　假雙極性，內(nèi)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(jié)構(gòu)

　　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(shí)功率耗散為3.5mW

　　吞吐量為250kSPS，動(dòng)態(tài)范圍為93.8dB

　　20kHz時(shí)SINAD為91dB，20kHz時(shí)THD為-100dB

　　模擬輸入范圍為0V至VREF，VREF最高可達(dá)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(shù)

　　AD7689BCPZRL7引腳圖

二、工作原理

模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）是一種將連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)的電子元件。AD7689BCPZRL7采用逐次逼近型（SAR）架構(gòu)，這是一種高效且低功耗的轉(zhuǎn)換方法。SAR ADC通過逐次比較輸入信號(hào)與內(nèi)部DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）的輸出，逐漸逼近輸入信號(hào)的精確值，最終實(shí)現(xiàn)模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換。

基本步驟：

1. 采樣：首先，采樣器以固定的時(shí)間間隔對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，將連續(xù)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的樣本。

2. 量化：然后，量化器將采樣后的信號(hào)映射為一組離散的數(shù)值，這些數(shù)值通常使用二進(jìn)制表示。

3. 編碼：最后，編碼器將這些量化后的數(shù)值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出。

三、特點(diǎn)

AD7689BCPZRL7具備以下顯著特點(diǎn)：

1. 高分辨率：16位分辨率，確保高精度的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換。

2. 無失碼：真正的16位SAR ADC，無丟失代碼，提供穩(wěn)定可靠的轉(zhuǎn)換結(jié)果。

3. 多通道：支持8通道輸入，適用于需要同時(shí)采集多個(gè)模擬信號(hào)的場(chǎng)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(yīng)用需求。

5. 低功耗：功耗與吞吐量成正比，適合低功耗應(yīng)用場(chǎng)景。

6. 內(nèi)置組件豐富：包含內(nèi)部低漂移基準(zhǔn)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(shí)序控制器，提供完整的數(shù)據(jù)采集解決方案。

7. 接口簡(jiǎn)單：使用簡(jiǎn)單的SPI接口進(jìn)行數(shù)據(jù)配置和結(jié)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(huán)境條件。

四、應(yīng)用

AD7689BCPZRL7因其高性能和多功能性，廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

1. 多通道系統(tǒng)監(jiān)控：在工業(yè)自動(dòng)化和過程控制系統(tǒng)中，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控多個(gè)傳感器信號(hào)，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(shè)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(shè)備中，如可穿戴設(shè)備、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等。

3. 醫(yī)療儀器：在心電圖（ECG/EKG）等醫(yī)療設(shè)備中，需要高精度的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換來確保診斷的準(zhǔn)確性，AD7689BCPZRL7能夠滿足這一要求。

4. 移動(dòng)通信：在GPS接收機(jī)等移動(dòng)通信設(shè)備中，AD7689BCPZRL7可用于接收和處理模擬信號(hào)，提高定位精度和信號(hào)穩(wěn)定性。

5. 電力線路監(jiān)控：在電力系統(tǒng)中，需要對(duì)電力線路的各種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，AD7689BCPZRL7可用于采集電流、電壓等模擬信號(hào)，確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

6. 數(shù)據(jù)采集：在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，AD7689BCPZRL7可用于采集各種模擬信號(hào)，如溫度、壓力、流量等，為數(shù)據(jù)分析提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)字信號(hào)。

7. 地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：地震監(jiān)測(cè)需要高精度的數(shù)據(jù)采集，AD7689BCPZRL7的高分辨率和多通道特性使其成為地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的理想組件。

8. 儀器儀表：在各種儀器儀表中，AD7689BCPZRL7可用于信號(hào)采集和處理，提高測(cè)量精度和穩(wěn)定性。

五、參數(shù)

以下是AD7689BCPZRL7的主要技術(shù)參數(shù)：

• 分辨率：16位

• 通道數(shù)量：8通道

• 接口類型：SPI, DSP, MICROWIRE, QSPI

• 采樣率：250 kSPS

• 動(dòng)態(tài)范圍：93.8 dB

• 信噪比（SNR）：93.5 dB

• 總諧波失真（THD）：-100 dB（20 kHz時(shí)）

• 無雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）：≥ 100 dB（典型值，在fIN = 1 kHz時(shí)）

• 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(zhǔn)電壓源：內(nèi)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(shí)，單通道為1.6 mW，所有通道為12.8 mW

• 休眠模式：微安級(jí)

• 供電電壓：

• 模擬部分：2.3 V至5.5 V

• 數(shù)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(jí)特性

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

1. 內(nèi)部溫度傳感器：集成了一個(gè)高精度的溫度傳感器，可用于監(jiān)測(cè)ADC自身的溫度，從而進(jìn)行溫度補(bǔ)償或系統(tǒng)監(jiān)控。

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

3. 同步采樣：支持所有通道的同時(shí)采樣，這對(duì)于需要保持通道間相位一致性的應(yīng)用至關(guān)重要。

4. 靈活的時(shí)鐘控制：提供了多種時(shí)鐘源選項(xiàng)，包括內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘，以及時(shí)鐘分頻功能，以適應(yīng)不同的系統(tǒng)時(shí)鐘需求。

5. 數(shù)字濾波器：雖然AD7689BCPZRL7可能不直接集成數(shù)字濾波器，但ADI通常提供配套的數(shù)字濾波器軟件或硬件解決方案，以改善信號(hào)質(zhì)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(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)進(jìn)一步降低功耗。

七、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

在設(shè)計(jì)包含AD7689BCPZRL7的系統(tǒng)時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

1. 電源去耦：確保為ADC提供干凈、穩(wěn)定的電源，使用適當(dāng)?shù)娜ヱ铍娙輥頊p少電源噪聲。

2. 接地設(shè)計(jì)：合理的接地設(shè)計(jì)對(duì)于保證ADC的性能至關(guān)重要。應(yīng)避免在模擬和數(shù)字地之間形成環(huán)路，以減少地電位差引起的干擾。

3. 信號(hào)調(diào)理：根據(jù)輸入信號(hào)的特性選擇合適的信號(hào)調(diào)理電路，如濾波、放大或衰減，以確保ADC的輸入在其動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)。

4. 布局與布線：在PCB布局時(shí)，應(yīng)盡量減少模擬和數(shù)字信號(hào)之間的耦合，避免數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬信號(hào)的干擾。同時(shí)，應(yīng)注意ADC引腳的布線長度和阻抗匹配，以最小化信號(hào)反射和衰減。

5. 時(shí)序控制：確保SPI接口的時(shí)序與ADC的要求相匹配，以避免通信錯(cuò)誤或數(shù)據(jù)丟失。

6. 軟件配置：根據(jù)應(yīng)用需求合理配置ADC的寄存器，如設(shè)置采樣率、輸入范圍、增益等參數(shù)。

八、總結(jié)

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(xiàng)，在多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。通過合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和配置，可以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)，為數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理提供可靠的支持。無論是工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備還是便攜式設(shè)備等領(lǐng)域，AD7689BCPZRL7都是一個(gè)值得考慮的選擇。