高性能Σ-Δ模数转换器AD7768-1的功能特点及应用

AD7768-1 是一款低功率、高性能 Σ-Δ 模数转换器 （ADC） ，其具有一个 Σ-Δ 调制器和数字滤波器，可实现AC 和 DC 信号的精确转换。AD7768-1 是 AD7768 的单通道版本，后者是一款 8 通道同步采样 Σ-Δ ADC。AD7768-1 提供单个可配置和可重复使用的数据采集 （DAQ） 封装，在 AC 和 DC 综合性能方面建立了全新的行业标准，并使仪器仪表和工业系统设计人员能够针对隔离式和非隔离式应用跨多个测量变量进行设计。

在 256 kSPS 下使用低纹波、有限脉冲响应 （FIR） 数字滤波器时，AD7768-1 可实现 108.5 dB 的动态范围，提供 110.8 kHz 输入带宽 （BW） 以及 ±1.1 ppm 的积分非线性 （INL）、±30 µV 的偏移误差和 ±30 ppm 的增益误差。

使用 sinc5 滤波器可提供高达 500 kHz 奈奎斯特频率 （滤波器的 −3 dB 点为 204 kHz） 的较宽带宽，从而可以在扩展的范围内查看信号。

AD7768-1 可以让用户相对于输出数据速率 （ODR） 和功耗灵活地配置和优化输入带宽。AD7768-1 具有灵活性，可以动态地分析不断变化的输入信号，使得该器件尤其适用于通用型 DAQ 系统。设计人员可以从三种可用电源模式中选择一种，因而可在最大限度地降低功耗的同时实现所需的噪声目标。AD7768-1 的设计很独特，它已经成为适用于低功耗 DC 和高性能 AC 测量模块之可重复使用的灵活平台。

AD7768-1 在 DC 和 AC 性能之间实现了最佳平衡，并具有出色的功率效率。以下三种操作模式允许用户在输入带宽与功率预算之间进行权衡折衷：

快速模式可提供一个具有高达 256 kSPS 采样速率和 52.2 kHz 带宽以及 26.4 mW 功耗的 sinc 滤波器，或者一个具有高达 256 kSPS 采样速率、110.8 kHz 带宽和 36.8 mW 功耗的 FIR 滤波器。

中值模式可提供一个具有高达 128 kSPS 采样速率，55.4 kHz 带宽和 19.7 mW 功耗的 FIR 滤波器。

低功耗模式可提供一个具有高达 32 kSPS 采样速率，13.85 kHz 带宽和 6.75 mW 功耗的 FIR 滤波器。

AD7768-1 拥有全面的数字滤波功能，可满足各种各样的系统要求。借助这些滤波器选项，可以针对在整个频率范围内具有严紧增益误差的频域测量、线性相位响应要求 （砖墙式滤波器）、用于控制环路应用的低延迟路径 （inc5 或 sinc3） 以及 DC 输入测量进行配置，并能够配置 sinc3 滤波器以抑制 50 Hz 或 60 Hz 的线路频率。所有滤波器都提供可编程抽取率。

对于追求比使用低纹波 FIR 滤波器时更高 ODR 的用户，存在一个 1.024 MHz sinc5 滤波器路径。此路径对量化噪声进行了限制。因此，它最适合对控制环路需要最低延迟、或在外部现场可编程门阵列 （FPGA） 或数字信号处理器 （DSP） 上实施定制数字滤波的客户。

滤波器选项如下：

具 ±0.005 dB 通带纹波 （至 102.4 kHz） 的低纹波 FIR 滤波器。

具有高达 1.024 MHz 数据速率以最大限度提高控制环路响应性能的低延迟 sinc5 滤波器。

完全可编程并具 50 Hz/60 Hz 抑制能力的低延迟 sinc3 滤波器。

当使用 AD7768-1 时，AD7768-1 内的嵌入式模拟功能可以在整个应用范围内极大地降低设计负担。与竞争产品相比，每个模拟输入端上的预充电缓冲器可减小模拟输入电流，从而简化了外部放大器驱动模拟输入的任务。

基准上的全缓冲输入可降低输入电流，为外部基准器件提供高阻抗输入，或在缓冲比例式测量中使用的任何基准检测电阻器方案的过程中提供高阻抗输入。

该器件采用一个 5.0 V AVDD1 − AVSS 电源、一个 2.0 V 至 5.0 V AVDD2 − AVSS 电源和一个 1.8 V 至 3.3 V IOVDD − DGND 电源工作。

在低功率模式下，AVDD1、AVDD2 和 IOVDD 电源可以利用单 3.3 V 电源轨运行。

该器件需要一个外部基准。绝对输入基准电压源 （REFIN） 电压范围为 1 V 至 AVDD1 − AVSS。

规定的工作温度范围为 −40°C 至 +125°C。该器件采用 4 mm x 5 mm 28 引脚 LFCSP 封装。

请注意，在本数据手册全文中，多功能引脚 （例如 XTAL2/MCLK） 可以使用引脚全称，或用引脚的单个功能指代，例如 MCLK （当仅与该功能相关时）。

应用：

提供测量和传感器类型超集的平台 ADC

声音和振动、声波和材料科学研发

控制和硬件循环验证

针对预测性维护的状态监视

电气测试和测量

音频测试以及电流和电压测量

临床 EEG、EMG 和 ECG 生命体征监测

基于 USB、PXI 和以太网的模块化 DAQ

通道到通道隔离式模块化 DAQ 设计

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