ADI AD7616BSTZ模数转换器ADC中文资料

一、型号与类型

AD7616BSTZ是由Analog Devices Inc.（ADI，亚德诺半导体）生产的一款高性能模数转换器（ADC）。该型号属于AD7616系列，是一款专为数据采集系统（DAS）设计的专业级ADC。AD7616BSTZ以其卓越的性能、丰富的功能和广泛的应用领域，在工业自动化、电力监控、仪器仪表等多个领域得到了广泛应用。

　　厂商名称：ADI

　　元件分类：模数转换器ADC

　　中文描述： 16通道DAS，内置16位、双极性输入、双路同步采样ADC

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

　　数据手册：https://www.iczoom.com/data/k01-36683989-AD7616BSTZ.html

　　在线购买：立即购买

　　AD7616BSTZ概述

　　AD7616是一款16位DAS，支持对16个通道进行双路同步采样。AD7616采用5 V单电源供电，可以处理±10 V、±5 V和±2.5 V真双极性输入信号，同时每对通道均能以高达1MSPS的吞吐速率和90.5 dB SNR采样。利用片内过采样模式可实现更高的SNR性能（过采样率(OSR)为2时，SNR为92 dB）。输入箝位保护电路可以耐受高达±21 V的电压。无论以何种采样频率工作，AD7616的模拟输入阻抗均为1 MΩ。它采用单电源工作方式，具有片内滤波和高输入阻抗，因此无需驱动运算放大器和外部双极性电源。

　　该器件均内置模拟输入箝位保护、一个双路16位电荷再分配SAR模数转换器(ADC)、一个灵活的数字滤波器、2.5 V基准电压源和基准电压缓冲器以及高速串行和并行接口。AD7616兼容串行外设接口(SPI)/QSPI/DSP/MICROWIRE。

　　应用

　　电力线路监控

　　保护继电器

　　多相电机控制

　　仪器仪表和控制系统

　　数据采集系统(DAS)

　　AD7616BSTZ中文参数

　　制造商:Analog Devices Inc.

　　产品种类:模数转换器ADC

　　系列:AD7616

　　安装风格:SMD/SMT

　　封装/箱体:LQFP-80

　　产品:Data Acquisition Systems

　　类型:Simultaneous Sampling ADC

　　分辨率:16 bit

　　通道数量:16 Channel

　　工作电源电压:5 V

　　最小工作温度:-40 C

　　最大工作温度:+125 C

　　封装:Tray

　　模拟电源电压:5 V

　　结构:SAR

　　商标:Analog Devices

　　数字电源电压:3.6 V

　　DNL-微分非线性:0.5 LSB

　　FPBW-全功率频宽:39 kHz

　　INL-积分非线性:1 LSB

　　输入类型:Pseudo-Differential

　　接口类型:Parallel,Serial,SPI

　　湿度敏感性:Yes

　　转换器数量:16 Converter

　　输出类型:Digital

　　Pd-功率耗散:350 mW

　　产品类型:Data Acquisition ADCs/DACs-Specialized

　　参考类型:External,Internal

　　参考电压:2.5 V

　　采样比:1 MS/s

　　关闭:Shutdown

　　SINAD-信噪和失真率:90 dB

　　SNR–信噪比:93 dB

　　AD7616BSTZ引脚图

二、工作原理

AD7616BSTZ是一款16位分辨率的模数转换器，支持对16个通道进行双路同步采样。其工作原理基于逐次逼近寄存器（SAR）架构，通过不断逼近输入模拟信号的真实值，实现高精度的模数转换。

在转换过程中，AD7616BSTZ首先通过内部的采样保持电路对输入的模拟信号进行采样，并将其保持在电容上。随后，SAR ADC通过比较器将电容上的电压与内部参考电压进行比较，并根据比较结果调整内部寄存器的值，逐步逼近输入信号的真实值。最终，当寄存器中的值稳定时，即完成了模数转换过程，并将转换结果输出为数字信号。

三、特点

1. 高精度：AD7616BSTZ具有16位的高分辨率，能够精确地将模拟信号转换为数字信号，满足高精度测量的需求。

2. 多通道同步采样：支持对16个通道进行双路同步采样，能够同时采集多个模拟信号，提高数据采集的效率和准确性。

3. 宽输入范围：能够处理±10 V、±5 V和±2.5 V的真双极性输入信号，满足不同应用场景的需求。

4. 高吞吐率：每对通道均能以高达1MSPS的吞吐速率进行采样，确保快速响应和高效处理。

5. 高信噪比：在标准采样率下，信噪比（SNR）可达90.5 dB，通过片上过采样模式，SNR可提升至92 dB（OSR为2时），提供优异的信号质量。

6. 输入保护：内置输入箝位保护电路，能够耐受高达±21 V的电压，保护ADC免受输入电压过高的损害。

7. 高输入阻抗：无论以何种采样频率工作，模拟输入阻抗均为1 MΩ，无需外部驱动运算放大器。

8. 灵活的数字滤波器：内置灵活的数字滤波器，可根据需要调整滤波器的参数，提高SNR并减少带宽。

9. 多种接口方式：支持并行、串行、SPI等多种接口方式，便于与各种微控制器和处理器连接。

10. 低功耗：在正常工作状态下，功耗仅为350 mW，满足低功耗设计的需求。

四、应用

AD7616BSTZ凭借其卓越的性能和丰富的功能，在多个领域得到了广泛应用：

1. 电力线路监控：在电力系统中，AD7616BSTZ可用于监控电力线路的电压、电流等参数，确保电力系统的稳定运行。

2. 保护继电器：在电力保护系统中，AD7616BSTZ可用于检测电流、电压等参数，当检测到异常时，及时触发保护继电器动作，保护电力设备和人身安全。

3. 多相电机控制：在多相电机控制系统中，AD7616BSTZ可用于采集电机的电流、电压等参数，实现电机的精确控制。

4. 仪器仪表：在各类仪器仪表中，AD7616BSTZ可用于将模拟信号转换为数字信号，进行数据处理和显示。

5. 控制系统：在工业自动化控制系统中，AD7616BSTZ可用于采集各种传感器信号，实现对生产过程的精确控制。

五、参数

以下是AD7616BSTZ的主要参数：

• 制造商：Analog Devices Inc.（ADI）

• 产品种类：数据采集ADC/DAC – 专业

• 系列：AD7616

• 分辨率：16 bit

• 通道数量：16 Channel

• 工作电源电压：5 V（模拟端）；2.3 V至3.6 V（数字端）

• 最小工作温度：-40 °C

• 最大工作温度：+125 °C

• 封装/箱体：LQFP-80

• 接口类型：Parallel, Serial, SPI

• 参考类型：External, Internal

• 参考电压：2.5 V

• 采样比：1 MS/s

• SNR（信噪比）：90.5 dB（标准采样率）；

• 输入电压范围：±10V、±5V、±2.5V（可选）

• 输入阻抗：1 MΩ（典型值）

• 输入保护：内部箝位保护电路，可耐受±21V电压

• 功耗：350 mW（典型值，具体取决于采样速率和电源电压）

• 数字输出特性：

• 并行输出：支持高速并行接口，便于与高速微处理器直接连接

• 串行输出：支持SPI/QSPI/MICROWIRE兼容的串行接口，适合与需要节省引脚数量的应用连接

• 数据格式：可选择二进制补码或偏移二进制格式输出

• 数字滤波器：

• 内置可编程数字滤波器，支持低通、高通、带通和带阻滤波

• 滤波器截止频率可编程，以优化SNR和带宽之间的平衡

• 电源管理：

• 提供电源关断模式，进一步降低功耗

• 支持部分通道关断功能，以节省功耗和减少热耗散

• 同步采样：

• 支持所有通道同步采样，确保多通道数据采集时的时间一致性

• 可编程的采样保持时间，以满足不同应用的需求

• 校准和配置：

• 片上校准功能，确保长期稳定性和精度

• 可通过串行接口进行配置，包括通道选择、增益设置、滤波器参数等

• 封装与尺寸：

• LQFP-80封装，紧凑的封装尺寸适合高密度电路板布局

• 引脚排列和封装尺寸符合行业标准，便于与其他组件集成

六、设计考虑

在设计包含AD7616BSTZ的系统时，需要考虑以下因素：

1. 电源设计：确保模拟电源和数字电源分开供电，并尽量减少噪声干扰。使用适当的去耦电容和滤波电路来稳定电源电压。

2. 接地设计：采用单点接地或多点接地策略，确保模拟地和数字地之间的隔离。使用低阻抗路径连接接地平面，以减少接地噪声。

3. 输入保护：尽管AD7616BSTZ内置了输入保护电路，但在极端应用条件下仍需考虑外部保护电路，以防止过压损坏。

4. 布局与布线：合理布局和布线对于减少噪声和干扰至关重要。模拟信号和数字信号应分开布线，避免交叉干扰。敏感信号线应采用屏蔽或差分对布线技术。

5. 散热考虑：在高采样速率和满负载条件下，AD7616BSTZ可能会产生一定的热量。确保适当的散热措施，如增加散热片或使用风扇，以防止过热影响性能。

6. 信号调理：在将信号输入到AD7616BSTZ之前，可能需要进行信号调理，如放大、滤波和隔离等，以确保信号质量和精度。

七、总结

AD7616BSTZ是一款高性能、多通道同步采样的16位模数转换器，广泛应用于电力监控、工业自动化、仪器仪表等领域。其高精度、高吞吐率、宽输入范围和低功耗等特点，使其成为数据采集系统的理想选择。在设计包含AD7616BSTZ的系统时，需要仔细考虑电源设计、接地设计、布局与布线、散热以及信号调理等因素，以确保系统的稳定性和性能。通过充分利用AD7616BSTZ的丰富功能和卓越性能，可以构建出高效、可靠的数据采集系统，满足各种复杂应用的需求。