时间:2025/12/25 20:00:11
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AD7715AN-3是一款由Analog Devices(亚德诺半导体)公司生产的高精度、低功耗Σ-Δ型模数转换器(ADC),专为直流和低频信号测量应用而设计。该芯片集成了可编程增益放大器(PGA)、基准电压源输入以及数字滤波功能,适用于工业过程控制、智能传感器、称重系统、温度测量及数据采集系统等需要高分辨率与高线性度的场合。AD7715采用24引脚DIP封装,工作温度范围为0°C至+70°C,适合商业级应用环境。
该器件通过串行接口进行通信,支持三线制SPI/QSPI/MICROWIRE兼容协议,便于与微控制器或DSP连接。其核心架构基于Σ-Δ调制技术,能够实现最高达16位有效分辨率(在10Hz输出数据速率下可达19位无噪声分辨率),并具有良好的抗噪声性能和稳定性。片内集成的数字滤波器可有效抑制50Hz/60Hz工频干扰,提升系统在恶劣电磁环境下的可靠性。
AD7715AN-3的工作电源电压范围为4.75V至5.25V,典型功耗仅为4mW,具备掉电模式以进一步降低能耗。它允许用户通过软件配置通道选择、增益设置、输出数据速率及校准模式,提供了极大的灵活性。此外,芯片内置自校准和系统校准功能,可自动补偿偏移误差和增益误差,确保长期运行中的测量精度。
型号:AD7715AN-3
制造商:Analog Devices
封装类型:24-DIP
通道数量:1
电路类型:Sigma-Delta
采样率:最大10.33Hz
分辨率:24位
积分非线性(INL):±4LSB
增益可选:1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128
模拟电源电压:4.75V ~ 5.25V
数字电源电压:4.75V ~ 5.25V
工作温度范围:0°C ~ +70°C
接口类型:串行(SPI兼容)
参考电压输入:双端差分
输出编码:补码
建立时间:1个周期
功耗:约4mW
噪声自由分辨率:最高19位(在10Hz时)
AD7715AN-3的核心优势在于其高精度Σ-Δ转换架构,能够实现极低噪声和高分辨率的模拟信号数字化。该芯片采用电荷平衡式Σ-Δ调制器,结合片内数字滤波器,能够在低频测量中提供卓越的信噪比(SNR)和动态范围。其数字滤波器具有可编程陷波频率,特别针对50Hz和60Hz工频干扰进行了优化设计,可在电力环境中有效消除交流电网引入的共模噪声,显著提高测量稳定性与准确性。
增益可编程放大器(PGA)支持从1到128共8级增益设置,使AD7715AN-3能够直接连接微弱输出信号的传感器(如热电偶、应变桥、RTD等),无需外置前置放大电路,简化了系统设计并减少元件数量。增益设置通过寄存器配置完成,灵活适应不同量程需求。同时,该器件支持单端或差分输入模式,配合差分参考电压输入,增强了对共模干扰的抑制能力。
通信接口方面,AD7715AN-3使用标准三线串行接口(SCLK、DIN、DOUT),兼容SPI、QSPI和MICROWIRE协议,易于与各种微处理器和控制器对接。数据输出以帧同步方式传输,每个转换结果附带状态位,可用于识别通道来源或故障诊断。片内包含多个控制寄存器,允许用户配置操作模式(如正常、待机、校准)、选择滤波器类型、设定更新速率等。
该芯片还集成了完整的校准系统,包括零点校准、满量程校准以及系统级校准功能。这些校准程序可通过指令触发,在上电或环境变化后自动执行,以消除因温度漂移、老化或生产偏差引起的测量误差。这种自校准机制大大提升了系统的长期稳定性和维护便利性,尤其适用于无人值守或远程监测的应用场景。
在功耗管理方面,AD7715AN-3不仅静态功耗低(典型值4mW),还提供软件可控的掉电模式。在此模式下,内部电路大部分关闭,仅保留逻辑核心供电,从而将电流消耗降至数十微安级别,非常适合电池供电设备或节能型系统使用。此外,其稳定的参考输入结构允许接入外部精密基准源(如REF02或ADR445),进一步提升整体测量精度。
AD7715AN-3广泛应用于需要高精度模拟量采集的工业与测量领域。典型用途包括电子秤和称重系统,其中其高分辨率和低噪声特性可以精确检测应变片桥路的微伏级输出变化,实现毫克级别的重量分辨能力。在温度测量系统中,该芯片常用于连接热电偶、热敏电阻或铂电阻(如PT100),配合冷端补偿电路,实现宽温区内的高精度测温,常见于环境监控、暖通空调(HVAC)及工业炉温控系统。
在工业自动化控制系统中,AD7715AN-3被用作PLC(可编程逻辑控制器)中的模拟输入模块核心组件,负责采集压力、流量、液位等传感器信号。由于其内置数字滤波和抗工频干扰能力,即使在强电磁干扰环境下也能保持稳定读数,提高了整个控制系统的可靠性。此外,该芯片也适用于便携式数据采集设备、医疗仪器(如血压计、血糖仪)以及智能变送器中,作为前端ADC单元。
得益于其低功耗特性和小型DIP封装,AD7715AN-3同样适合嵌入式测量节点和远程传感终端,尤其是在采用电池供电或能量采集技术的物联网(IoT)边缘设备中表现优异。通过合理配置采样速率与增益,可以在精度与响应速度之间取得良好平衡,满足多种低速精密测量任务的需求。
AD7714BNZ-3
AD7716AN
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