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AD7705B 发布时间 时间:2025/12/25 20:56:24 查看 阅读:12

AD7705B是一款由Analog Devices(亚德诺半导体)推出的高精度、低功耗、16位模数转换器(ADC),专为直接与传感器接口而设计,广泛应用于工业控制、过程测量和便携式设备中。该芯片采用Σ-Δ(Sigma-Delta)转换架构,具备极高的分辨率和出色的噪声抑制能力,能够在恶劣的电磁环境中稳定工作。AD7705B集成了可编程增益放大器(PGA)、基准电压输入、数字滤波器以及串行通信接口,简化了系统设计并降低了外部元件需求。其主要面向低频、小信号的采集场景,例如热电偶、应变计、压力传感器等输出微弱模拟信号的传感器。该器件支持单通道或双通道差分输入配置,允许用户灵活选择输入通道,并通过片内寄存器进行配置。AD7705B的工作电源范围较宽,通常在2.7V至5.25V之间,适合电池供电的应用场合。此外,它提供多种输出数据速率选择,用户可根据应用对速度和精度的需求进行权衡设置。芯片封装形式常见为16引脚DIP或SOIC,便于在多种PCB布局中使用。AD7705B内置自校准和系统校准功能,能够有效消除偏移误差和增益误差,确保长期运行下的测量准确性。由于其高性能和集成度,AD7705B在精密测量仪器、医疗设备、称重系统等领域具有重要地位。尽管后续已有升级型号如AD7706、AD7707及AD779x系列推出,但AD7705B仍因其成熟可靠的设计而在许多现有系统中被广泛采用。

参数

类型:Σ-Δ ADC
  分辨率:16位
  通道数:2路差分输入(或1路差分+1路共模)
  采样率:最高19.2 kSPS
  输入类型:差分
  非线性误差:±0.003% FSR
  增益可选:1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128
  接口类型:SPI/QSPI兼容三线串行接口
  工作电压:2.7V 至 5.25V
  工作温度范围:-40°C 至 +85°C
  封装类型:16-Pin DIP, 16-Pin SOIC
  基准电压输入:外部或内部参考
  输出编码:补码
  建立时间:典型值60ms(50Hz更新率下)
  功耗:典型值0.5mW(3V供电时)

特性

AD7705B的核心技术基于Σ-Δ调制原理,这种架构通过高过采样率和数字滤波相结合的方式实现高分辨率转换。其内部包含一个可编程增益放大器(PGA),可在输入端对微弱信号进行放大,增益范围从1到128可调,使得即使是毫伏级别的传感器输出也能被精确量化。该ADC的数字滤波器部分采用 sinc3 或类似响应结构,提供良好的抗混叠性能和50/60Hz工频干扰抑制能力,特别适用于工业现场存在强电网噪声的环境。
  芯片具备完整的片内校准系统,包括零点校准和满量程校准模式,能够自动补偿因温度漂移、老化或制造偏差引起的系统误差。这一特性显著提升了长期测量稳定性,减少了外部校准的需求。AD7705B支持两种操作模式:连续转换模式和单次转换模式,在低功耗应用中可通过进入待机模式进一步降低电流消耗,非常适合电池驱动设备。
  通信接口为标准的三线串行接口(SPI兼容),支持主控MCU通过简单的命令读取转换结果和配置内部寄存器。所有功能均通过写入控制寄存器来设定,包括通道选择、增益设置、滤波器截止频率、输出速率等。数据输出以帧同步方式传输,保证了数据完整性。此外,AD7705B允许使用外部精准基准电压源(如REF02或ADR421),从而提升整体系统的绝对精度。
  该器件在设计上注重抗干扰能力,具有较高的共模抑制比(CMRR)和电源抑制比(PSRR),可在复杂电气环境中保持稳定性能。其输入端可承受一定程度的过压而不损坏,增强了系统的鲁棒性。虽然最大输出速率仅为19.2kSPS,但对于大多数传感器信号采集而言已足够,且高速模式下仍能保持良好信噪比。综合来看,AD7705B以其高集成度、优异精度和稳定可靠性,成为中低端精密测量领域的经典ADC解决方案之一。

应用

AD7705B广泛应用于需要高精度模拟信号采集的场合,尤其适合处理来自各类传感器的低电平直流或缓变信号。典型应用场景包括工业自动化中的压力、温度和流量监测系统,其中它常用于连接桥式传感器(如应变片)或热电偶,配合外部信号调理电路完成微弱电压的数字化转换。在电子秤和称重控制系统中,AD7705B凭借其低噪声和高线性度表现优异,能够实现毫克级的重量分辨能力,是称重仪表的核心组件之一。
  在医疗设备领域,该芯片被用于便携式监护仪、血糖仪和呼吸分析装置中,用于采集生物电信号或传感器反馈,保障测量结果的准确性和重复性。由于其低功耗特性,也常见于野外数据采集终端、无线传感节点和远程监控设备中,这些系统通常依赖电池长期运行,AD7705B的节能模式有助于延长工作时间。
  此外,AD7705B还适用于过程控制系统中的模拟输入模块,作为PLC(可编程逻辑控制器)的前端ADC,将现场仪表的4-20mA电流信号经电阻转换后进行采样。在环境监测系统中,可用于空气质量检测仪、温湿度记录仪等设备中,对接各类化学或物理传感器输出。
  教育和科研实验平台也常选用AD7705B作为教学示范器件,因其接口简单、资料丰富、易于调试,适合学生理解Σ-Δ ADC的工作原理和嵌入式数据采集系统的构建方法。总之,凡是要求高精度、低速、低功耗ADC的场景,AD7705B都是一个成熟可靠的选项。

替代型号

AD7706,AD7707,AD7791,AD7792,AD7793

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