原标题：ADI公司AD7380系列SAR ADC的片内过采样

AD7380系列是ADI公司推出的一款双通道、同步采样、16位/14位逐次逼近寄存器（SAR）模数转换器（ADC），具有片内过采样功能。过采样技术通过提高采样速率并利用数字滤波处理，能够有效提升信噪比（SNR）和有效位数（ENOB），从而增强系统在噪声环境下的信号测量精度。

一、过采样技术原理

1. 基本概念
   过采样是指以远高于奈奎斯特频率的速率对信号进行采样。通过增加采样点数，可在数字域内通过平均处理降低量化噪声，提升信号分辨率。

2. 信噪比提升
   每增加4倍过采样率，SNR理论上可提升6 dB，对应有效位数增加1位。例如，AD7380在16倍过采样时，SNR可提升约12 dB。

3. 抗混叠滤波器要求降低
   过采样使信号带宽远低于采样频率，从而放宽了对模拟前端抗混叠滤波器的设计要求。

二、AD7380系列片内过采样功能

1. 实现方式
   AD7380系列内置过采样模块，支持两种过采样模式：

• 正常平均模式：对固定数量的采样点进行简单平均。

• 滚动平均模式：采用先进先出（FIFO）缓冲区，对最新采样点进行连续平均。

2. 过采样率（OSR）配置
   用户可通过寄存器配置过采样率，范围通常为2至32倍。例如，设置OSR=8时，采样速率将降为原始速率的1/8，但SNR显著提升。

3. 性能提升

• 16位AD7380：在x16 OSR下，SNR典型值可达101 dB。

• 14位AD7381：在x16 OSR下，SNR典型值可达97 dB。

三、应用优势

1. 简化系统设计
   片内过采样减少了外部数字滤波器的需求，降低了系统复杂性和成本。

2. 提高动态范围
   过采样技术有效抑制宽带噪声，提升系统在小信号测量中的性能，适用于电机控制、电能质量监测等高精度应用。

3. 灵活性与易用性
   用户可通过SPI接口配置过采样率，无需额外硬件修改，便于系统调试和优化。

四、典型应用场景

• 电机控制：过采样技术可提升位置和电流检测的精度，增强控制系统的稳定性。

• 声纳系统：在低频高分辨率应用中，过采样有助于提高信号的信噪比。

• 数据采集系统：适用于需要高动态范围的多通道同步采样场景。

五、设计注意事项

1. 输出数据速率（ODR）
   过采样会降低ODR，需根据应用需求平衡SNR提升与数据速率。

2. 缓冲与延迟
   滚动平均模式需要FIFO缓冲区，可能引入额外延迟，需在实时性要求较高的应用中谨慎使用。

3. 功耗与散热
   高过采样率会增加功耗，需考虑系统的散热设计。

六、总结

AD7380系列的片内过采样功能通过硬件实现高效的噪声抑制和分辨率提升，简化了高精度数据采集系统的设计。用户可根据应用需求灵活配置过采样率，在SNR、ODR和系统复杂度之间取得最佳平衡。这一特性使AD7380系列成为需要高动态范围和低噪声性能的工业、医疗和通信应用的理想选择。