ADI AD7616BSTZ模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC中文資料

一、型號(hào)與類型

AD7616BSTZ是由Analog Devices Inc.（ADI，亞德諾半導(dǎo)體）生產(chǎn)的一款高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。該型號(hào)屬于AD7616系列，是一款專為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）設(shè)計(jì)的專業(yè)級(jí)ADC。AD7616BSTZ以其卓越的性能、豐富的功能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在工業(yè)自動(dòng)化、電力監(jiān)控、儀器儀表等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

　　廠商名稱：ADI

　　元件分類：模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC

　　中文描述： 16通道DAS，內(nèi)置16位、雙極性輸入、雙路同步采樣ADC

　　英文描述： Data Acquisition ADCs/DACs-Specialized 100ksps 16 ch muxed Dual 16B SAR ADC

　　數(shù)據(jù)手冊(cè)：http://www.kmzr.net.cn/data/k01-36683989-AD7616BSTZ.html

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　　AD7616BSTZ概述

　　AD7616是一款16位DAS，支持對(duì)16個(gè)通道進(jìn)行雙路同步采樣。AD7616采用5 V單電源供電，可以處理±10 V、±5 V和±2.5 V真雙極性輸入信號(hào)，同時(shí)每對(duì)通道均能以高達(dá)1MSPS的吞吐速率和90.5 dB SNR采樣。利用片內(nèi)過(guò)采樣模式可實(shí)現(xiàn)更高的SNR性能（過(guò)采樣率(OSR)為2時(shí)，SNR為92 dB）。輸入箝位保護(hù)電路可以耐受高達(dá)±21 V的電壓。無(wú)論以何種采樣頻率工作，AD7616的模擬輸入阻抗均為1 MΩ。它采用單電源工作方式，具有片內(nèi)濾波和高輸入阻抗，因此無(wú)需驅(qū)動(dòng)運(yùn)算放大器和外部雙極性電源。

　　該器件均內(nèi)置模擬輸入箝位保護(hù)、一個(gè)雙路16位電荷再分配SAR模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、一個(gè)靈活的數(shù)字濾波器、2.5 V基準(zhǔn)電壓源和基準(zhǔn)電壓緩沖器以及高速串行和并行接口。AD7616兼容串行外設(shè)接口(SPI)/QSPI/DSP/MICROWIRE。

　　應(yīng)用

　　電力線路監(jiān)控

　　保護(hù)繼電器

　　多相電機(jī)控制

　　儀器儀表和控制系統(tǒng)

　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)

　　AD7616BSTZ中文參數(shù)

　　制造商:Analog Devices Inc.

　　產(chǎn)品種類:模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC

　　系列:AD7616

　　安裝風(fēng)格:SMD/SMT

　　封裝/箱體:LQFP-80

　　產(chǎn)品:Data Acquisition Systems

　　類型:Simultaneous Sampling ADC

　　分辨率:16 bit

　　通道數(shù)量:16 Channel

　　工作電源電壓:5 V

　　最小工作溫度:-40 C

　　最大工作溫度:+125 C

　　封裝:Tray

　　模擬電源電壓:5 V

　　結(jié)構(gòu):SAR

　　商標(biāo):Analog Devices

　　數(shù)字電源電壓:3.6 V

　　DNL-微分非線性:0.5 LSB

　　FPBW-全功率頻寬:39 kHz

　　INL-積分非線性:1 LSB

　　輸入類型:Pseudo-Differential

　　接口類型:Parallel,Serial,SPI

　　濕度敏感性:Yes

　　轉(zhuǎn)換器數(shù)量:16 Converter

　　輸出類型:Digital

　　Pd-功率耗散:350 mW

　　產(chǎn)品類型:Data Acquisition ADCs/DACs-Specialized

　　參考類型:External,Internal

　　參考電壓:2.5 V

　　采樣比:1 MS/s

　　關(guān)閉:Shutdown

　　SINAD-信噪和失真率:90 dB

　　SNR–信噪比:93 dB

　　AD7616BSTZ引腳圖

二、工作原理

AD7616BSTZ是一款16位分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，支持對(duì)16個(gè)通道進(jìn)行雙路同步采樣。其工作原理基于逐次逼近寄存器（SAR）架構(gòu)，通過(guò)不斷逼近輸入模擬信號(hào)的真實(shí)值，實(shí)現(xiàn)高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換。

在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，AD7616BSTZ首先通過(guò)內(nèi)部的采樣保持電路對(duì)輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，并將其保持在電容上。隨后，SAR ADC通過(guò)比較器將電容上的電壓與內(nèi)部參考電壓進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整內(nèi)部寄存器的值，逐步逼近輸入信號(hào)的真實(shí)值。最終，當(dāng)寄存器中的值穩(wěn)定時(shí)，即完成了模數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出為數(shù)字信號(hào)。

三、特點(diǎn)

1. 高精度：AD7616BSTZ具有16位的高分辨率，能夠精確地將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，滿足高精度測(cè)量的需求。

2. 多通道同步采樣：支持對(duì)16個(gè)通道進(jìn)行雙路同步采樣，能夠同時(shí)采集多個(gè)模擬信號(hào)，提高數(shù)據(jù)采集的效率和準(zhǔn)確性。

3. 寬輸入范圍：能夠處理±10 V、±5 V和±2.5 V的真雙極性輸入信號(hào)，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

4. 高吞吐率：每對(duì)通道均能以高達(dá)1MSPS的吞吐速率進(jìn)行采樣，確?？焖夙憫?yīng)和高效處理。

5. 高信噪比：在標(biāo)準(zhǔn)采樣率下，信噪比（SNR）可達(dá)90.5 dB，通過(guò)片上過(guò)采樣模式，SNR可提升至92 dB（OSR為2時(shí)），提供優(yōu)異的信號(hào)質(zhì)量。

6. 輸入保護(hù)：內(nèi)置輸入箝位保護(hù)電路，能夠耐受高達(dá)±21 V的電壓，保護(hù)ADC免受輸入電壓過(guò)高的損害。

7. 高輸入阻抗：無(wú)論以何種采樣頻率工作，模擬輸入阻抗均為1 MΩ，無(wú)需外部驅(qū)動(dòng)運(yùn)算放大器。

8. 靈活的數(shù)字濾波器：內(nèi)置靈活的數(shù)字濾波器，可根據(jù)需要調(diào)整濾波器的參數(shù)，提高SNR并減少帶寬。

9. 多種接口方式：支持并行、串行、SPI等多種接口方式，便于與各種微控制器和處理器連接。

10. 低功耗：在正常工作狀態(tài)下，功耗僅為350 mW，滿足低功耗設(shè)計(jì)的需求。

四、應(yīng)用

AD7616BSTZ憑借其卓越的性能和豐富的功能，在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用：

1. 電力線路監(jiān)控：在電力系統(tǒng)中，AD7616BSTZ可用于監(jiān)控電力線路的電壓、電流等參數(shù)，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2. 保護(hù)繼電器：在電力保護(hù)系統(tǒng)中，AD7616BSTZ可用于檢測(cè)電流、電壓等參數(shù)，當(dāng)檢測(cè)到異常時(shí)，及時(shí)觸發(fā)保護(hù)繼電器動(dòng)作，保護(hù)電力設(shè)備和人身安全。

3. 多相電機(jī)控制：在多相電機(jī)控制系統(tǒng)中，AD7616BSTZ可用于采集電機(jī)的電流、電壓等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的精確控制。

4. 儀器儀表：在各類儀器儀表中，AD7616BSTZ可用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和顯示。

5. 控制系統(tǒng)：在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，AD7616BSTZ可用于采集各種傳感器信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的精確控制。

五、參數(shù)

以下是AD7616BSTZ的主要參數(shù)：

• 制造商：Analog Devices Inc.（ADI）

• 產(chǎn)品種類：數(shù)據(jù)采集ADC/DAC – 專業(yè)

• 系列：AD7616

• 分辨率：16 bit

• 通道數(shù)量：16 Channel

• 工作電源電壓：5 V（模擬端）；2.3 V至3.6 V（數(shù)字端）

• 最小工作溫度：-40 °C

• 最大工作溫度：+125 °C

• 封裝/箱體：LQFP-80

• 接口類型：Parallel, Serial, SPI

• 參考類型：External, Internal

• 參考電壓：2.5 V

• 采樣比：1 MS/s

• SNR（信噪比）：90.5 dB（標(biāo)準(zhǔn)采樣率）；

• 輸入電壓范圍：±10V、±5V、±2.5V（可選）

• 輸入阻抗：1 MΩ（典型值）

• 輸入保護(hù)：內(nèi)部箝位保護(hù)電路，可耐受±21V電壓

• 功耗：350 mW（典型值，具體取決于采樣速率和電源電壓）

• 數(shù)字輸出特性：

• 并行輸出：支持高速并行接口，便于與高速微處理器直接連接

• 串行輸出：支持SPI/QSPI/MICROWIRE兼容的串行接口，適合與需要節(jié)省引腳數(shù)量的應(yīng)用連接

• 數(shù)據(jù)格式：可選擇二進(jìn)制補(bǔ)碼或偏移二進(jìn)制格式輸出

• 數(shù)字濾波器：

• 內(nèi)置可編程數(shù)字濾波器，支持低通、高通、帶通和帶阻濾波

• 濾波器截止頻率可編程，以優(yōu)化SNR和帶寬之間的平衡

• 電源管理：

• 提供電源關(guān)斷模式，進(jìn)一步降低功耗

• 支持部分通道關(guān)斷功能，以節(jié)省功耗和減少熱耗散

• 同步采樣：

• 支持所有通道同步采樣，確保多通道數(shù)據(jù)采集時(shí)的時(shí)間一致性

• 可編程的采樣保持時(shí)間，以滿足不同應(yīng)用的需求

• 校準(zhǔn)和配置：

• 片上校準(zhǔn)功能，確保長(zhǎng)期穩(wěn)定性和精度

• 可通過(guò)串行接口進(jìn)行配置，包括通道選擇、增益設(shè)置、濾波器參數(shù)等

• 封裝與尺寸：

• LQFP-80封裝，緊湊的封裝尺寸適合高密度電路板布局

• 引腳排列和封裝尺寸符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，便于與其他組件集成

六、設(shè)計(jì)考慮

在設(shè)計(jì)包含AD7616BSTZ的系統(tǒng)時(shí)，需要考慮以下因素：

1. 電源設(shè)計(jì)：確保模擬電源和數(shù)字電源分開(kāi)供電，并盡量減少噪聲干擾。使用適當(dāng)?shù)娜ヱ铍娙莺蜑V波電路來(lái)穩(wěn)定電源電壓。

2. 接地設(shè)計(jì)：采用單點(diǎn)接地或多點(diǎn)接地策略，確保模擬地和數(shù)字地之間的隔離。使用低阻抗路徑連接接地平面，以減少接地噪聲。

3. 輸入保護(hù)：盡管AD7616BSTZ內(nèi)置了輸入保護(hù)電路，但在極端應(yīng)用條件下仍需考慮外部保護(hù)電路，以防止過(guò)壓損壞。

4. 布局與布線：合理布局和布線對(duì)于減少噪聲和干擾至關(guān)重要。模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)應(yīng)分開(kāi)布線，避免交叉干擾。敏感信號(hào)線應(yīng)采用屏蔽或差分對(duì)布線技術(shù)。

5. 散熱考慮：在高采樣速率和滿負(fù)載條件下，AD7616BSTZ可能會(huì)產(chǎn)生一定的熱量。確保適當(dāng)?shù)纳岽胧?，如增加散熱片或使用風(fēng)扇，以防止過(guò)熱影響性能。

6. 信號(hào)調(diào)理：在將信號(hào)輸入到AD7616BSTZ之前，可能需要進(jìn)行信號(hào)調(diào)理，如放大、濾波和隔離等，以確保信號(hào)質(zhì)量和精度。

七、總結(jié)

AD7616BSTZ是一款高性能、多通道同步采樣的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，廣泛應(yīng)用于電力監(jiān)控、工業(yè)自動(dòng)化、儀器儀表等領(lǐng)域。其高精度、高吞吐率、寬輸入范圍和低功耗等特點(diǎn)，使其成為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的理想選擇。在設(shè)計(jì)包含AD7616BSTZ的系統(tǒng)時(shí)，需要仔細(xì)考慮電源設(shè)計(jì)、接地設(shè)計(jì)、布局與布線、散熱以及信號(hào)調(diào)理等因素，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。通過(guò)充分利用AD7616BSTZ的豐富功能和卓越性能，可以構(gòu)建出高效、可靠的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，滿足各種復(fù)雜應(yīng)用的需求。