数据采集

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 (REF_IN) 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

AD4003/AD4007/AD4011均为高精度、高速、低功耗、18位、轻松驱动的精密逐次逼近型寄存器(SAR)模数转换器(ADC)。高吞吐量可对高频信号和抽取进行精确捕捉以实现较高的SNR，同时还减少了抗混叠滤波器挑战。

轻松驱动特性可降低信号链的复杂性和功耗，支持较高的通道密度。低输入电流，尤其是高阻态模式与长信号采集阶段的结合，无需使用专用的高功耗、高速ADC驱动器即可扩展直接驱动这些ADC的低功耗精密放大器的范围（见图2）。输入范围压缩特性可使ADC驱动放大器和ADC采用公共供电轨供电，而无需采用负电源供电，同时保留完整的ADC代码范围。输入过压箝位可保护ADC输入免受过压影响，尽可能减少了对参考引脚的干扰且无需外部保护二极管。

低串行外设接口(SPI)时钟速率（在turbo模式下，AD4003为75 MHz）降低了数字输入/输出功耗，拓宽了处理器选项并简化了横跨数字隔离发送数据的工作过程。

兼容SPI的多功能串行接口具有七种不同的可编程模式，内置可选繁忙指示器。利用SDI输入，可将几个ADC以菊花链形式连接到一条三线式总线上。采用独立VIO电源时，AD4003/AD4007/AD4011与1.8 V、2.5 V、3 V和5 V逻辑兼容。

应用

• 自动测试设备
• 机器自动化
• 医疗设备
• 电池供电设备
• 精密数据采集系统

ADR4520/ADR4525/ADR4530/ADR4533/ADR4540/ADR4550器件均为高精度、低功耗、低噪声基准电压源，最大初始误差为±0.02%，并具有出色的温度稳定性和低输出噪声。

该系列基准电压源使用创新的内核拓扑结构来实现高精度，同时提供业界领先的温度稳定性和噪声性能。器件的低热致输出电压滞后和低长期输出电压漂移也提高了寿命和温度范围内的系统精度。

950 μA的最大工作电流和300 mV的最大低压差使该器件最适合便携式设备。

ADR4520/ADR4525/ADR4530/ADR4533/ADR4540/ADR4550系列基准电压源采用8引脚SOIC封装，可提供较宽的输出电压范围，所有器件的额定温度范围均为−40°C至+125°C扩展工业温度范围。ADR4525W提供8引脚SOIC封装，符合汽车应用标准。

• 精密数据采集系统
• 高分辨率数据转换器
• 高精度测量器件
• 工业仪器仪表
• 医疗设备
• 汽车电池监控

这款器件采用多功能三线式串行接口，能够以最高35 MHz的时钟速率工作，并与标准SPI、QSPI™、MICROWIRE™、DSP接口标准兼容。它内置上电复位电路，确保DAC上电后输出至0 V并保持已知输出阻抗状态，直到对该器件执行一次有效的写操作为止。输出箝位特性可将输出置于已定义的负载状态。

应用
• 医疗仪器
• 测试与测量
• 工业控制
• 高端科学和航空航天仪器

AD5686R nanoDAC+^TM 是一款四通道、16位、轨到轨、电压输出DAC。该器件包含一个2.5V、2ppm/˚C内部基准电压源（默认开启）和一个增益选择引脚，提供2.5V（增益=1）或5V（增益=2）的满量程输出。

采用2.7 V至5.5 V单电源供电，通过设计保证单调性，FSR增益误差低于0.1%，失调误差1.5mV。提供3mm X 3mm LFCSP和TSSOP封装。

AD5686R还内置一个上电复位电路和一个RSTSEL引脚，确保DAC输出上电至零电平或中量程，直到执行一次有效的写操作为止。具有各通道独立省电特性，在省电模式下，器件在3 V时的功耗降至4 uA。

AD5686R采用多功能SPI接口，时钟速率最高达50 MHz，包含一个为1.8V/3V/5V逻辑电平准备的VLOGIC引脚。

产品聚焦

1. 高相对精度：AD5686R（16位）：±2LSB INL（最大值）
2. 低漂移片内基准电压源：温度漂移：2.5 V时2 ppm/°C。
3. 小型封装：3mm × 3mm 16 引脚LFCSP或16引脚TSSOP

应用

• 光收发器
• 基站功率放大器
• 过程控制（PLC I/O卡）
• 工业自动化
• 数据采集系统

ADA4807-1/ADA4807-2 是低功耗、低噪声、轨到轨电压反馈型放大器，具有超高性能。 ADA4807的工作电压范围很宽，既可采用±1.5 V至±5 V的双电源供电，也可采用3 V至10 V的单电源供电。它具有禁用特性，置位时静态电源电流典型值可降至2.4 μA。在业界同类高速轨到轨放大器中，其输入噪声最低（3.1 nV/√Hz和0.7 pA/√Hz），并且静态电源电流仅有1 mA或更低，因此它是各种应用的理想之选—从电池供电的便携式仪器仪表，到高器件密度要求较低功耗的高速系统。

对于采用高动态范围信号的系统，输出电压摆幅为各供电轨的50 mV范围；完整的轨到轨输入级允许输入达到甚至超过供电轨。

ADA4807提供高速性能，−3 dB小信号带宽为180 MHz，压摆率为225 V/µs，0.1%建立时间为47 ns（4 V步进），输入失调电压低至±20 μV，温漂为0.7 µV/℃。 对于±5 V电源，用2 V p-p、100 kHz输出信号驱动1 kΩ负载时，HD2为−112 dBc，HD3为–115 dBc。 低失真和快速建立时间使得这些放大器非常适合驱动最高18位分辨率的高速单电源精密ADC。ADA4807性能出色，而静态功耗仅1 mA或更低。

ADA4807-1（单通道）采用节省空间的6引脚SC70和6引脚SOT-23封装。 ADA4807-2（双通道）采用10引脚LFCSP和8引脚MSOP封装。 ADA4807工作温度范围为−40°C至+125°C工业温度范围。

• 高速电池供电系统
• 高器件密度系统
• 高分辨率模数转换器(ADC)驱动器
• 便携式测试仪表
• 有源滤波器

ADA4610-1/ADA4610-2/ADA4610-4均为精密JFET放大器，具有低输入噪声电压、低电流噪声、低失调电压、低输入偏置电流和轨到轨输出等特性。 ADA4610-1是一款单通道放大器，ADA4610-2是一款双通道放大器，而ADA4610-4是一款四通道放大器。

低失调、低噪声和极低输入偏置电流这些特性相结合，使这些放大器特别适合高阻抗传感器放大以及采用分流的精密电流测量应用。 出色的直流精度、低噪声和快速建立时间特性相结合，则使ADA4610-1/ADA4610-2/ADA4610-4能够在医疗仪器、电子测量和自动测试设备中提供优异的精度。 与许多竞争产品不同，即使容性负载相当大，ADA4610-1/ADA4610-2/ADA4610-4也能保持快速建立性能。 不同于许多旧式JFET放大器，当输入电压超过最大共模电压范围时，ADA4610-1/ADA4610-2/ADA4610-4不会发生输出反相。

ADA4610-1/ADA4610-2/ADA4610-4在容性负载下仍提供快速压摆率和极高稳定性，因此非常适合高性能滤波器使用。 低输入偏置电流、低失调和低噪声特性，使光电二极管放大器电路具有较宽的动态范围。 低噪声、低失真、高输出电流和出色的速度，则使ADA4610-1/ADA4610-2/ADA4610-4成为音频应用的绝佳选择。

ADA4610-1/ADA4610-2/ADA4610-4的额定温度范围为−40°C至+125°C扩展工业温度范围。

ADA4610-1采用8引脚SOIC_N封装。 ADA4610-2采用8引脚SOIC_N、8引脚MSOP和8引脚LFCSP_VD三种封装。 ADA4610-4采用14引脚SOIC_N和16引脚LFCSP_WQ两种封装。

应用

• 仪器仪表
• 医疗仪器
• 多极滤波器
• 精密电流测量
• 光电二极管放大器
• 传感器
• 音频

图1显示的是高性能工业信号电平多通道数据采集电路，已针对快速通道间切换进行了优化。该电路能以最高18位分辨率处理16通道单端输入或8通道差分输入。

单通道采样速率高达1.33 MSPS，分辨率为18位。所有输入通道的通道间切换速率为250 kHz，具有16位性能。

信号处理电路与简单的4位增/减二进制计数器结合，提供无需FPGA、CPLD或高速处理器即可实现通道间切换的简单、高性价比方案。可编程设置计数器，使其递增或递减计数，实现顺序采样多个通道；也可加载固定的二进制字，用于单通道采样。

本电路是多通道数据采集卡的理想解决方案，可用于多种工业应用，包括过程控制和电力线监控。

该信号随后由24位 Σ-Δ 型ADC数字化，数字值通过I²C串行接口提供。设计采用PMOD形式，原型开发可迅速完成，且只需要非常少的PCB面积，特别适合需要精密热电偶温度测量的应用。

图1.多通道K型热电偶测量系统(原理示意图：未显示去耦和所有连接)

图1所示电路是一个18位线性、低噪声、精密双极性(±10 V)电压源，所需外部元件的数量极少。 AD5780 是一款18位、无缓冲电压输出DAC，采用最高33 V的双极性电源供电。正基准电压输入范围为5 V至VDD – 2.5V，负基准电压输入范围为VSS + 2.5 V至0V。两路基准电压输入均在片内缓冲，无需外部缓冲。相对精度最大值为±1 LSB，保证工作单调性，微分非线性(DNL)最大值为±1 LSB。

精密运算放大器AD8675 具有低失调电压（最大值75 μV）和低噪声（典型值2.8 nV/√Hz）特性，是AD5780的最佳输出缓冲器。AD5780具有两个内部匹配的前馈和反馈电阻，这些电阻连接到运算放大器AD8675，并提供10 V偏移电压。因此，采用单个10 V外部基准电压源时，输出电压摆幅可以达到±10 V。

该电路的数字输入采用串行输入，并与标准SPI、QSPI、MICROWIRE®和DSP接口标准兼容。对于高精度应用，通过结合使用AD5780、ADR445 和AD8675等精密器件，这个紧凑的电路可以提供高精度和低噪声性能。

这一器件组合可以提供业界领先的18位分辨率、±1 LSB积分非线性(INL)和±0.75 LSB微分非线性(DNL)，可以确保单调性，并且具有低功耗、小尺寸PCB、高性价比等特性，采用LFCSP封装。

标准单端工业信号电平（±5 V、±10 V或0 V至+10 V）与现代高性能16位或18位单电源SAR型ADC的差分输入范围并不直接兼容，需要使用适当的接口驱动电路对工业信号进行衰减、电平转换和差分转换，使其具有与ADC输入要求相匹配的正确幅度和共模电压。

虽然可以利用电阻网络和双通道运放来设计适当的接口电路，但电阻的比率匹配误差和放大器之间的误差会形成最终输出端的误差。特别是在低功耗水平上，实现所需的输出相位匹配和建立时间可能非常困难。

图1所示电路采用差分放大器 AD8475 执行衰减、电平转换和差分转换，无需任何外部元件。其交流和直流性能兼容18位、1 MSPSAD7982 PulSAR® ADC以及该系列的其它16/18位产品，采样速率可高达4 MSPS。

图1. 单端转差分ADC驱动器（原理示意图：未显示去耦和所有连接）

图1所示电路提供20位可编程电压，其输出范围为−10 V至+10 V ，同时积分非线性为±1 LSB、微分非线性为±1LSB，并且具有低噪声特性。

该电路的数字输入采用串行输入，并与标准SPI、QSPI™、MICROWIRE®和DSP接口标准兼容。对于高精度应用，通过结合使用AD5791、AD8675和AD8676等精密器件，该电路可以提供高精度和低噪声性能。

基准电压缓冲对于设计至关重要，因为DAC基准输入的输入阻抗与码高度相关，如果DAC基准电压源未经充分缓冲，将导致线性误差。AD8676开环增益高达120 dB，已经过验证和测试，符合本电路应用关于建立时间、失调电压和低阻抗驱动能力的要求。而AD5791经过表征和工厂校准，可使用双通道运算放大器AD8676对其基准电压输入进行缓冲，从而进一步增强配套器件的可靠性。

这一器件组合可以提供业界领先的20位分辨率、±1 LSB积分非线性(INL)和±1 LSB微分非线性(DNL)，可以确保单调性，并且具有低功耗、小尺寸PCB和高性价比等特性。

图1. 20位精密、±10 V电压源（原理示意图：未显示去耦和所有连接）

图1所示电路是一个双通道、库隔离、宽带宽数据采集 (DAQ) 系统，采用同步采样架构，每通道使用一个模数转换器 (ADC)。该系统实现了高通道密度以及库和数字背板之间的隔离，而且性能优异。设计还将ADC配置为菊花链模式，并使用具有微调延迟时钟特性的隔离器产品，从而高效使用隔离通道。集成脉宽调制 (PWM) 控制器和变压器驱动器的隔离器在隔离栅上执行DC/DC转换，使电源生成也得到了简化。该系统还具有典型DAQ信号链的许多常见特性，比如输入电路保护、可编程增益通道、高精度和高性能。

同步采样消除了多路复用DAQ信号链固有的多通道采样速率限制。模拟前端 (AFE) 设计也比多路复用方案简单，因为系统的建立时间性能要求有所降低。各通道同步采样，而顺序采样系统的通道之间会有延迟。

数字库隔离DAQ设计为数字后端电路提供了保护，减少了接地环路和库间共模干扰。每个接地层支持多个DAQ信号链，所需的数字隔离器件比通道间隔离系统要少。

ADI公司的ADA4945-1CP-EBZ评估板允许用户评估ADA4945-1全差分放大器的性能。ADA4945-1CP-EBZ评估板可配置为接受单端或差分输入信号。

ADA4945-1CP-EBZ评估板利用多个2引脚和3引脚接头控制ADA4945-1的各种特性。施加正确的跳线以便设置ADA4945-1高低输出箝位电平，设置ADA4945-1输出共模电压，选择ADA4945-1的高功率或低功率模式并设置ADA4945-1数字接地电平。

电源层和接地层经优化可确保低噪声和高速运算。器件放置和电源旁路可以最大程度地提高电路的灵活性和性能。ADA4945-1CP-EBZ评估板支持0402表面贴装技术(SMT)器件、0805旁路电容和2.54 mm接头。

输入和输出信号通过50 Ω侧边引出超小A型(SMA)连接器转至/自此电路板。

ADA4945-1数据手册提供ADA4945-1的完整规格。使用ADA4945-1CP-EBZ评估板时，应同时参阅数据手册和本用户指南。