ADI AD7705BRZ-REEL7数模转换器（DAC）中文详细资料

一、型号与类型

型号：AD7705BRZ-REEL7

类型：AD7705BRZ-REEL7是一款由Analog Devices Inc.（ADI）生产的16位高精度Σ-Δ（Sigma-Delta）型模数转换器（ADC）。尽管标题中提及“数模转换器（DAC）”，但实际上AD7705BRZ-REEL7是模数转换器（ADC），这里可能存在一个误解，但我们将继续基于ADC进行详细介绍。

　　厂商名称：ADI

　　元件分类：模数转换器ADC

　　中文描述： 模数转换器,16 bit,差分,3线,Microwire,QSPI,串行,SPI,单,4.75 V

　　英文描述： 2-CH 16-BIT DELTA-SIGMA ADC,SERIAL ACCESS,PDSO16,0.300 INCH,LEAD FREE,MS-013AA,SOIC-16

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　　AD7705BRZ-REEL7概述

　　AD7705是一款Sigma-Delta ADC，其作为一个完整的模拟前端用于低频测量应用。该器件采用Σ-Δ转换技术，实现了高达16位的无丢失代码性能。选择的输入信号被应用到一个专有的、基于模拟调制器的可编程增益前端。调制器的输出由一个片上数字滤波器处理。该数字滤波器的第一个缺口可以通过一个片上控制寄存器进行编程，允许调整滤波器的截止和输出更新率。它是在智能、微控制器或基于DSP的系统中使用的理想选择。这些器件具有一个串行接口，可以配置为3线操作。增益设置、信号极性和更新率选择可以在软件中使用输入串行端口进行配置。这些部件包含自我校准和系统校准选项，以消除部件本身或系统中的增益和偏移误差。

　　2个全差分输入通道ADC

　　0.003%非线性

　　可编程增益前端增益从1到128

　　SPI®-,QSPI-,MICROWIRE-,和DSP兼容的SCLK上的施密特触发输入

　　缓冲模拟输入的能力

　　2.7V至3.3V或4.75V至5.25V工作电压

　　在3V时，功耗最大为1mW

　　待机电流最大为8?A

　　工作温度范围:-40°C到+85°C

　　封装方式为16引脚SOIC-W

　　AD7705BRZ-REEL7中文参数

二、工作原理

AD7705BRZ-REEL7采用Σ-Δ（Sigma-Delta）转换技术，这是一种常用于高精度模拟到数字转换的技术。Σ-Δ调制器通过将输入模拟信号与内部生成的参考信号进行比较，并生成一个与输入信号误差成比例的脉冲序列。这个脉冲序列随后被数字滤波器处理，以提取出高精度的数字输出。

具体工作流程如下：

1. 模拟信号输入：模拟信号通过两个全差分输入通道进入AD7705BRZ-REEL7。这些通道支持单极性和双极性输入，允许处理从微小信号到大信号的广泛范围。

2. 增益可编程放大器（PGA）：输入信号首先通过可编程增益放大器（PGA），该PGA提供从1到128的增益设置。这允许将不同摆幅范围的输入信号放大到接近ADC的满标度电压，从而提高转换精度。

3. Σ-Δ调制器：放大后的信号被送入Σ-Δ调制器，该调制器将模拟信号转换为脉冲宽度调制（PWM）信号，其占空比与输入模拟信号的幅度成正比。

4. 数字滤波器：PWM信号通过片内低通数字滤波器进行处理，该滤波器采用(sinNx/sinx)^3函数，以滤除高频噪声和量化噪声，最终输出16位二进制数字代码。

5. 数据输出：转换完成后的数字数据通过三线串行接口（SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP兼容）输出给微控制器或数字信号处理器（DSP）。

三、特点

1. 高精度：AD7705BRZ-REEL7提供16位无误码数据输出，非线性误差低至0.003%，适用于对精度要求极高的应用。

2. 低功耗：在3V工作电压下，最大功耗仅为1mW，适用于电池供电或低功耗要求的场合。

3. 宽动态范围：通过可编程增益放大器，AD7705BRZ-REEL7能够处理从微小信号到大信号的广泛范围，动态范围宽。

4. 自校准：具备自校准和系统校准功能，能够自动补偿环境温度和工作电压变化对转换精度的影响。

5. 抗噪声性能：采用Σ-Δ转换技术和低通数字滤波器，有效抑制噪声，提高信噪比（SNR）至116dB。

6. 灵活配置：通过三线串行接口，可以方便地配置增益、采样率、输出更新速率等参数，满足不同应用需求。

7. 易用性：与多种微控制器和DSP兼容，便于系统集成。

四、应用

AD7705BRZ-REEL7因其高精度、低功耗和灵活性，被广泛应用于以下领域：

1. 数据采集系统：在测试测量设备、数据采集卡等系统中，用于高精度地转换模拟信号，提高系统的测量精度。

2. 传感器接口：在传感器测量系统中，将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，提高测量精度和稳定性，广泛应用于工业控制、环境监测等领域。

3. 工业控制：在工业自动化控制系统中，用于高精度地采集过程数据，如温度、压力、流量等，实现系统的稳定性和准确性。

4. 医疗设备：在心电图（ECG）、脑电图（EEG）等医疗设备中，用于高精度地测量生理参数，提高诊断准确性。

5. 智能仪器仪表：在智能电表、智能水表、智能气体表等仪器仪表中，用于高精度地测量和记录数据。

五、参数

基本参数：

• 分辨率：16位

• 通道数量：2（全差分输入通道）

• 采样率：最高可达500 S/s（根据增益和滤波设置不同）

• 接口类型：3-Wire SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP兼容

• 工作电压：2.7V至3.3V或4.75V至5.25V

• 功耗（典型值）：在3V供电下，约1mW（具体功耗取决于工作模式和采样率）

性能参数：

• 非线性误差：±0.003% FS（典型值）

• 总失调误差：±0.5mV（典型值）

• 增益误差：±0.1%（典型值）

• 信噪比（SNR）：116dB（典型值）

• 动态范围：> 90dB（典型值）

• 共模抑制比（CMRR）：> 100dB（典型值）

可编程特性：

• 可编程增益放大器（PGA）：增益范围1至128

• 输出数据速率：可编程，从几Hz到几百Hz不等，具体取决于采样率和滤波器设置

• 滤波器配置：可配置为低噪声、低漂移或快速响应模式，以满足不同应用场景的需求

封装与尺寸：

• 封装类型：通常提供SOIC、MSOP或LFCSP等封装形式，AD7705BRZ-REEL7特指其卷带包装（Reel）形式，便于自动化生产线的上料和贴装。

• 尺寸：具体尺寸根据所选封装类型而定，但通常都非常紧凑，适合空间受限的应用场景。

温度范围：

• 工作温度范围：-40°C至+85°C（工业级）

• 存储温度范围：-65°C至+125°C

其他特性：

• 上电复位：内置上电复位电路，确保系统稳定启动

• 电源监控：提供电源监控功能，确保在低电压条件下自动关闭或复位，保护芯片免受损坏

• 自校准与系统校准：支持自动和手动校准，以补偿温度漂移和长期稳定性变化

• 低噪声设计：采用先进的电路设计和低噪声工艺，确保在低信号水平下也能获得清晰的测量结果

六、总结

AD7705BRZ-REEL7作为一款高性能的16位Σ-Δ型模数转换器（ADC），凭借其高精度、低功耗、宽动态范围和灵活的配置选项，在数据采集、传感器接口、工业控制、医疗设备和智能仪器仪表等众多领域得到了广泛应用。其可编程增益放大器、低噪声设计、自校准功能以及与多种微控制器和DSP的兼容性，使得AD7705BRZ-REEL7成为实现高精度模拟信号数字化的理想选择。此外，其紧凑的封装形式和宽温度工作范围，也进一步拓宽了其应用场景，满足了不同行业对高精度、高可靠性ADC的需求。