AD7716BS 时间：2025/11/5 11:32:01 阅读：12

AD7716BS是一款由Analog Devices（亚德诺半导体）生产的高精度、多通道、Σ-Δ型模数转换器（ADC），专为工业测量和过程控制应用中的低速、高分辨率信号采集而设计。该器件集成了多个可编程增益放大器（PGA）、一个片上参考电压源以及数字滤波功能，能够在单芯片内实现对多路微弱模拟信号的精密数字化处理。AD7716BS采用24引脚DIP或SOIC封装形式，工作温度范围通常为工业级（-40°C至+85°C），适用于需要高稳定性和长期可靠性的现场仪表、数据采集系统和传感器接口等场合。
　　该芯片内部包含四个独立的Σ-Δ调制器，支持最多8个差分输入通道或16个伪差分输入通道，可通过串行接口进行灵活配置。其核心架构基于电荷平衡技术，结合可编程增益放大器，能够直接连接热电偶、RTD（电阻式温度检测器）、应变桥等高阻抗传感器输出，无需外部信号调理电路即可完成微伏级信号的精确转换。AD7716BS的最大输出数据速率可达120Hz，并可通过软件设置不同的滤波模式以优化噪声性能与响应速度之间的平衡。
　　为了提高系统的集成度和抗干扰能力，AD7716BS内置了自校准和系统校准功能，可以自动补偿偏移误差和增益误差，确保在整个工作温度范围内保持稳定的测量精度。此外，它还支持单电源供电（典型值为+5V）并具备低功耗运行模式，适合用于便携式设备或远程监控终端中。通信接口采用标准的三线或四线SPI/QSPI/MICROWIRE兼容串行协议，便于与微控制器、DSP或其他数字处理器无缝对接。

参数

类型：Σ-Δ ADC
　　通道数：8路差分/16路伪差分
　　分辨率：24位
　　采样率：最高120 Hz
　　接口类型：SPI/QSPI/MICROWIRE
　　工作电压：4.75 V 至 5.25 V
　　工作温度范围：-40 °C 至 +85 °C
　　封装类型：24-Pin DIP, SOIC
　　非线性误差：±2 LSB
　　噪声峰值到峰值：≤0.6 μV（在10 Hz带宽下）
　　共模抑制比：>100 dB
　　电源电流：典型值5 mA
　　参考电压输入范围：1 V 至 AVDD
　　增益可选范围：1 至 128（可编程）

特性

AD7716BS的核心特性之一是其高度集成的多通道Σ-Δ架构，使其特别适用于需要同时采集多个低频、低幅值模拟信号的应用场景。该器件内部集成了四个独立的Σ-Δ调制器和相应的数字滤波器，每个调制器可轮流服务于多个输入通道，从而实现时间上的多路复用。这种设计不仅提高了通道间的隔离度，也显著降低了通道间串扰的可能性。调制器采用电荷再分配技术，配合可编程增益放大器（PGA），可在增益设置为1至128之间动态调节输入信号幅度，使得即使是微伏级别的传感器输出也能被有效放大并准确转换为数字量。
　　另一个关键特性是其卓越的噪声抑制能力和高有效分辨率。在满量程输入条件下，AD7716BS在低数据速率模式下（如10Hz或更低）可提供超过20位的有效无噪声分辨率（ENOB）。这得益于其内部的数字滤波器结构，支持多种滤波模式选择，包括sinc3滤波器和带陷波的线性相位滤波器，用户可根据实际需求在抗混叠性能与响应速度之间进行权衡。滤波器的截止频率随输出数据速率自动调整，确保在不同采样率下均能获得最优的信噪比表现。
　　AD7716BS还具备完整的校准系统，支持零点偏移校准、满量程增益校准以及系统级校准功能。这些校准操作可以在上电初始化阶段自动执行，也可由主机处理器通过串行接口手动触发。校准数据存储于内部寄存器中，无需外部EEPROM即可实现长期稳定性补偿，极大简化了系统设计复杂度。此外，芯片具有良好的共模抑制和电源抑制能力（CMRR > 100dB, PSRR > 100dB），即使在恶劣电磁环境中仍能维持高精度测量。
　　在接口方面，AD7716BS兼容工业标准的同步串行通信协议（SPI、QSPI、MICROWIRE），支持主从模式切换，数据传输速率最高可达5MHz。所有控制寄存器均可通过串行接口读写，允许用户实时配置通道选择、增益设置、滤波参数及工作模式（正常、待机或关断）。其串行接口还支持菊花链连接方式，允许多片AD7716BS级联使用，扩展系统总通道数量而不增加主控MCU的GPIO负担。

应用

AD7716BS广泛应用于对精度和稳定性要求极高的工业自动化与测量领域。典型应用场景包括工业过程控制系统中的多通道温度采集系统，例如利用热电偶或铂电阻（如PT100/PT1000）监测反应釜、管道或加热炉的温度分布。由于其内置PGA和高分辨率ADC，可以直接接入传感器输出，省去复杂的前置放大电路，降低整体BOM成本并提升系统可靠性。
　　在称重和力测量系统中，AD7716BS可用于连接多个应变片组成的惠斯通电桥，实现高精度重量检测，常见于电子秤、料斗称、皮带秤等设备中。其低噪声特性和高达128倍的可编程增益使其能够分辨微小的电阻变化，确保称重结果的准确性。
　　该器件也适用于医疗仪器中的生理信号采集模块，如多导联心电图（ECG）前端、呼吸监测仪或血液分析设备，其中需要同时采集多个微弱生物电信号并对共模干扰有严格抑制要求。AD7716BS的高共模抑制比和低漂移特性有助于提高信号质量。
　　此外，在环境监测系统（如气象站、水质分析仪）和能源管理系统（如智能电表辅助测量单元）中，AD7716BS可用于采集压力、湿度、pH值等多种传感器信号。其工业级温度范围和长期稳定性保障了野外或高温环境下长时间运行的可靠性。对于需要电池供电的便携式数据记录仪，AD7716BS的低功耗特性（典型5mA）和支持待机模式的能力也有助于延长续航时间。