高性能Σ-Δ模數轉換器AD7768-1的功能特點及應用

高性能Σ-Δ模數轉換器AD7768-1的功能特點及應用

佚名 發表於 2020-12-02 11:54:09

AD7768-1 是一款低功率、高性能 Σ-Δ 模數轉換器 （ADC） ，其具有一個 Σ-Δ 調製器和數字濾波器，可實現AC 和 DC 信號的精確轉換。AD7768-1 是 AD7768 的單通道版本，後者是一款 8 通道同步採樣 Σ-Δ ADC。AD7768-1 提供單個可配置和可重複使用的數據採集 （DAQ） 封裝，在 AC 和 DC 綜合性能方面建立了全新的行業標準，並使儀器儀表和工業系統設計人員能夠針對隔離式和非隔離式應用跨多個測量變量進行設計。

在 256 kSPS 下使用低紋波、有限脈衝響應 （FIR） 數字濾波器時，AD7768-1 可實現 108.5 dB 的動態範圍，提供 110.8 kHz 輸入帶寬 （BW） 以及 ±1.1 ppm 的積分非線性 （INL）、±30 µV 的偏移誤差和 ±30 ppm 的增益誤差。

使用 sinc5 濾波器可提供高達 500 kHz 奈奎斯特頻率 （濾波器的 −3 dB 點為 204 kHz） 的較寬帶寬，從而可以在擴展的範圍內查看信號。

AD7768-1 可以讓用戶相對於輸出數據速率 （ODR） 和功耗靈活地配置和優化輸入帶寬。AD7768-1 具有靈活性，可以動態地分析不斷變化的輸入信號，使得該器件尤其適用於通用型 DAQ 系統。設計人員可以從三種可用電源模式中選擇一種，因而可在最大限度地降低功耗的同時實現所需的噪聲目標。AD7768-1 的設計很獨特，它已經成為適用於低功耗 DC 和高性能 AC 測量模塊之可重複使用的靈活平臺。

AD7768-1 在 DC 和 AC 性能之間實現了最佳平衡，並具有出色的功率效率。以下三種操作模式允許用戶在輸入帶寬與功率預算之間進行權衡折衷：

快速模式可提供一個具有高達 256 kSPS 採樣速率和 52.2 kHz 帶寬以及 26.4 mW 功耗的 sinc 濾波器，或者一個具有高達 256 kSPS 採樣速率、110.8 kHz 帶寬和 36.8 mW 功耗的 FIR 濾波器。

中值模式可提供一個具有高達 128 kSPS 採樣速率，55.4 kHz 帶寬和 19.7 mW 功耗的 FIR 濾波器。

低功耗模式可提供一個具有高達 32 kSPS 採樣速率，13.85 kHz 帶寬和 6.75 mW 功耗的 FIR 濾波器。

AD7768-1 擁有全面的數字濾波功能，可滿足各種各樣的系統要求。藉助這些濾波器選項，可以針對在整個頻率範圍內具有嚴緊增益誤差的頻域測量、線性相位響應要求 （磚牆式濾波器）、用於控制環路應用的低延遲路徑 （inc5 或 sinc3） 以及 DC 輸入測量進行配置，並能夠配置 sinc3 濾波器以抑制 50 Hz 或 60 Hz 的線路頻率。所有濾波器都提供可編程抽取率。

對於追求比使用低紋波 FIR 濾波器時更高 ODR 的用戶，存在一個 1.024 MHz sinc5 濾波器路徑。此路徑對量化噪聲進行了限制。因此，它最適合對控制環路需要最低延遲、或在外部現場可編程門陣列 （FPGA） 或數位訊號處理器 （DSP） 上實施定製數字濾波的客戶。

濾波器選項如下：

具 ±0.005 dB 通帶紋波 （至 102.4 kHz） 的低紋波 FIR 濾波器。

具有高達 1.024 MHz 數據速率以最大限度提高控制環路響應性能的低延遲 sinc5 濾波器。

完全可編程並具 50 Hz/60 Hz 抑制能力的低延遲 sinc3 濾波器。

當使用 AD7768-1 時，AD7768-1 內的嵌入式模擬功能可以在整個應用範圍內極大地降低設計負擔。與競爭產品相比，每個模擬輸入端上的預充電緩衝器可減小模擬輸入電流，從而簡化了外部放大器驅動模擬輸入的任務。

基準上的全緩衝輸入可降低輸入電流，為外部基準器件提供高阻抗輸入，或在緩衝比例式測量中使用的任何基準檢測電阻器方案的過程中提供高阻抗輸入。

該器件採用一個 5.0 V AVDD1 − AVSS 電源、一個 2.0 V 至 5.0 V AVDD2 − AVSS 電源和一個 1.8 V 至 3.3 V IOVDD − DGND 電源工作。

在低功率模式下，AVDD1、AVDD2 和 IOVDD 電源可以利用單 3.3 V 電源軌運行。

該器件需要一個外部基準。絕對輸入基準電壓源 （REFIN） 電壓範圍為 1 V 至 AVDD1 − AVSS。

規定的工作溫度範圍為 −40°C 至 +125°C。該器件採用 4 mm x 5 mm 28 引腳 LFCSP 封裝。

請注意，在本數據手冊全文中，多功能引腳 （例如 XTAL2/MCLK） 可以使用引腳全稱，或用引腳的單個功能指代，例如 MCLK （當僅與該功能相關時）。

應用：

提供測量和傳感器類型超集的平臺 ADC

聲音和振動、聲波和材料科學研發

控制和硬體循環驗證

針對預測性維護的狀態監視

電氣測試和測量

音頻測試以及電流和電壓測量

臨床 EEG、EMG 和 ECG 生命體徵監測

基於 USB、PXI 和乙太網的模塊化 DAQ

通道到通道隔離式模塊化 DAQ 設計

責任編輯：gt

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