ADI AD7190BRUZ-REEL数模转换芯片中文资料

一、型号与类型

AD7190BRUZ-REEL是Analog Devices Inc.（ADI）生产的一款高性能数模转换芯片（ADC），具体属于Sigma-Delta（Σ-Δ）型ADC。这款芯片以其超低噪声特性和高精度测量能力而著称，广泛应用于各种需要高精度数据采集的场合。AD7190BRUZ-REEL的封装形式为TSSOP-24，即薄型小尺寸封装，便于在小型化和高密度的电子系统中应用。

厂商名称：ADI

元件分类：数模转换芯片

中文描述： 模数转换器，24 bit，4.8 kSPS，伪差分，SPI，单，4.75 V

英文描述： 4-Channel Single ADC Delta-Sigma 4.8ksps 24-bit Serial 24-Pin TSSOP T/R

数据手册：https://www.iczoom.com/data/k01-36683849-AD7190BRUZ-REEL.html

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AD7190BRUZ-REEL中文参数

AD7190BRUZ-REEL概述

AD7190BRUZ是一款超低噪声，24位sigma-delta模数转换器(ADC)，具有PGA。片上低噪声增益级意味着小幅度的信号可以直接连接到ADC。该器件可以配置为具有两个差分输入或四个伪差分输入。片上通道排序器允许启用多个通道，并且转换器在每个启用的通道上顺序转换。这简化了与零件的通信。片上4.92MHz时钟可用作ADC的时钟源，或者可以使用外部时钟或晶体。该设备具有两个数字滤波器选项。滤波器的选择会影响已编程输出数据速率，均方根建立时间和50/60Hz抑制下的均方根噪声/无噪声分辨率。

随时间变化

2个差分/4个伪差分输入通道

自动频道定序器

可编程增益

内部或外部时钟

4个通用数字输出

应用

消费电子产品，测试与测量

二、工作原理

AD7190BRUZ-REEL采用Sigma-Delta（Σ-Δ）调制技术，这是一种过采样和噪声整形技术，能够在低频段提供极高的分辨率和低噪声性能。Sigma-Delta ADC通过将模拟信号与反馈信号进行差分，然后经过一个积分器（Σ），再通过量化器（Δ）进行量化，最后通过数字滤波器进行噪声整形和降采样，从而输出高精度的数字信号。

这种技术的主要优势在于其能够在较低的采样率下实现高分辨率，同时保持较低的噪声水平。AD7190BRUZ-REEL内部的Sigma-Delta调制器通过其高阶环路滤波器，有效地将量化噪声推至高频段，然后通过数字滤波器进行滤波，从而提高了低频段的信噪比（SNR）。

三、特点

1. 超低噪声：AD7190BRUZ-REEL具有极低的均方根（RMS）噪声，低至8.5 nV（在4.7 Hz，增益=128时），这使得它能够处理极其微弱的信号。

2. 高分辨率：该芯片提供24位的高分辨率，能够捕捉到非常微小的模拟信号变化，满足高精度测量需求。

3. 可编程增益：片上集成了可编程增益放大器（PGA），增益范围从1至128，可以根据实际需求调整输入信号的幅度，从而提高系统的动态范围和灵活性。

4. 多通道输入：AD7190BRUZ-REEL可配置为两路差分输入或四路伪差分输入，支持多个通道的同步或顺序采样，简化了与多个传感器的接口设计。

5. 自动通道排序器：片内集成的通道排序器能够自动按顺序转换各个使能通道，减少了软件控制的复杂性，提高了数据处理的效率。

6. 灵活的时钟源：支持内部4.92 MHz时钟，也可以使用外部时钟或晶体振荡器作为时钟源，以适应不同的系统时钟需求。

7. 多种数字接口：提供3-Wire SPI、QSPI、MICROWIRE等接口，方便与各种微控制器（MCU）和数字信号处理器（DSP）进行通信。

8. 宽电源范围：模拟电源电压在4.75 V至5.25 V之间，数字电源电压在2.7 V至5.25 V之间，满足了多种供电环境下的应用需求。

9. 低功耗：在典型工作条件下，功耗仅为6 mA，有助于延长电池寿命，适合便携式设备应用。

10. 高精度：积分非线性（INL）低至±15 ppm，增益误差为±0.005%FSR，确保了高精度的测量结果。

四、应用

AD7190BRUZ-REEL因其卓越的性能和广泛的应用范围，被广泛应用于以下领域：

1. 电子秤：由于其高精度和低噪声特性，AD7190BRUZ-REEL非常适合用于电子秤中，确保精确的重量测量。

2. 应变计传感器：在需要精确测量应变的场合，如桥梁、建筑结构的健康监测中，AD7190BRUZ-REEL能够提供准确可靠的测量结果。

3. 压力测量：在工业自动化、医疗设备等领域，压力测量是一个重要环节，AD7190BRUZ-REEL的高精度和低噪声性能能够确保压力测量的准确性。

4. 温度测量：通过连接温度传感器，AD7190BRUZ-REEL能够实现高精度的温度测量，适用于各种需要温度监控的场合。

5. 色谱分析：在色谱仪等科学仪器中，AD7190BRUZ-REEL能够准确捕捉信号变化，提高色谱分析的精度和可靠性。

6. 数据采集系统：在需要高精度数据采集的系统中，如工业自动化、环境监测等领域，AD7190BRUZ-REEL能够提供稳定可靠的数据支持。

7. 医疗与科学仪器：在医疗设备和科学仪器中，AD7190BRUZ-REEL的高精度和低噪声特性能够满足复杂测量任务的需求。

五、参数

以下是AD7190BRUZ-REEL的一些关键参数概览：

1. 分辨率：24位，提供极高的精度和动态范围。

2. 输入噪声：

• 典型RMS噪声（1 Hz至2.5 Hz带宽，增益=128）：8.5 nV

• 典型RMS噪声（4.7 Hz至50 Hz带宽，增益=128）：24 nV

3. 模拟输入：

• 差分输入范围（PGA增益=1）：±2.5 V

• 差分输入范围（PGA增益=128）：±20 mV至±2.5 V

• 伪差分输入范围（PGA增益=1）：±5 V

• 输入失调电压（最大值）：±50 μV

4. 可编程增益放大器（PGA）：

• 增益范围：1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128

• 增益误差（典型值）：±0.005%FSR

5. 转换速率：

• 典型转换时间（24位，无噪声）：1.28 ms

• 最大转换速率（单通道）：384 SPS（每秒采样数）

6. 数字接口：

• SPI兼容的3线/4线接口

• QSPI（快速SPI）

• MICROWIRE接口

7. 电源要求：

• 模拟电源电压（VANA）：4.75 V至5.25 V

• 数字电源电压（VDDI, VDRIVE）：2.7 V至5.25 V（推荐3.3 V或5 V）

• I/O电源电压（VIO）：与VDDI相同或可选独立电源

8. 功耗：

• 典型工作电流（单通道，增益=128）：6 mA

• 待机电流（所有功能关闭）：<1 μA

9. 精度参数：

• 积分非线性（INL）（最大值）：±15 ppm（全量程）

• 微分非线性（DNL）（最大值）：±1 LSB

• 增益误差（最大值）：±0.005%FSR

• 偏移误差（最大值）：±150 μV

10. 工作温度范围：

• 商业级：-40°C至+85°C

• 工业级：-40°C至+125°C（根据具体型号）

11. 封装：

• TSSOP-24封装，小尺寸，适合高密度电路板设计

12. 外部元件需求：

• 通常需要外部参考电压源（可选内部参考，但精度较低）

• 可能需要外部滤波电容以优化电源噪声抑制

六、总结

AD7190BRUZ-REEL作为Analog Devices的一款高性能Sigma-Delta ADC，以其超低的噪声、高分辨率、可编程增益以及灵活的数字接口，在众多需要高精度测量的应用场合中表现出色。无论是在电子秤、应变计传感器、压力测量、温度测量，还是在色谱分析、数据采集系统以及医疗与科学仪器中，AD7190BRUZ-REEL都能提供稳定可靠的数据支持，满足用户对高精度测量的需求。其低功耗特性和宽电源范围也使其非常适合便携式设备和各种复杂环境下的应用。通过合理配置外部元件和接口，可以进一步优化系统的性能和稳定性，实现更加精准的数据采集和处理。