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AD7741BR 发布时间 时间:2025/12/25 20:19:43 查看 阅读:14

AD7741BR是一款由Analog Devices, Inc.(ADI)生产的高精度、低功耗、24位Σ-Δ模数转换器(ADC),专为电容式传感器信号调理而设计。该器件集成了电容输入通道和电压输入通道,适用于需要高分辨率测量的工业、医疗和过程控制应用。AD7741BR采用先进的电容-数字转换技术,能够直接将微小的电容变化转换为数字输出,避免了传统模拟前端电路的复杂性和噪声干扰。其内部集成了可编程增益放大器(PGA)、激励信号发生器、数字滤波器以及串行外设接口(SPI),极大地简化了系统设计并提高了整体性能稳定性。器件工作在单电源供电下,典型电压范围为2.7V至5.25V,适合电池供电或低功耗应用场景。此外,AD7741BR具备片上温度传感器,可用于环境补偿,进一步提升测量精度。封装形式为16引脚SOIC窄体(SOIC_N),便于在紧凑型PCB布局中使用。由于其出色的线性度、低温漂和宽动态范围,AD7741BR广泛应用于液位检测、湿度传感、压力传感、接近感应及材料分析等对精度要求极高的场合。

参数

型号:AD7741BR
  制造商:Analog Devices
  类型:电容-数字转换器(CDC)
  分辨率:24位
  通道数:1个电容输入通道,1个电压输入通道
  接口类型:SPI兼容串行接口
  供电电压:2.7V 至 5.25V
  工作电流:典型值350μA(低功耗模式下可更低)
  输出数据速率:可编程,最高可达160Hz
  电容输入范围:±4.5pF(可扩展)
  电容灵敏度:高达16位/pF
  参考电压:内置基准或外部基准可选
  工作温度范围:-40°C 至 +125°C
  封装类型:16-Lead SOIC (SOIC_N)

特性

AD7741BR的核心特性之一是其高分辨率与低噪声性能,能够在宽动态范围内实现亚飞法拉(fF)级别的电容检测能力,这使其非常适合用于检测微小物理变化的传感器系统。该器件采用Σ-Δ调制架构,结合数字滤波技术,有效抑制了外部干扰和量化噪声,确保输出数据的高度稳定性和重复性。其可编程增益放大器(PGA)允许用户根据实际传感器输出幅度调整增益设置,从而优化信噪比和测量范围。激励源部分提供两个独立的激励引脚(EXCA和EXCB),支持同相和反相驱动方式,可用于消除共模干扰,并实现浮动电容传感器的连接。此外,激励频率可调,有助于避开系统中的机械共振频率或电磁干扰频段。
  另一个关键特性是集成化的信号调理功能。AD7741BR不仅具备电容测量能力,还集成了一个辅助电压输入通道,可用于同步采集温度或其他模拟信号,便于进行多参数补偿。例如,在电容式湿度传感器中,温度变化会引起介电常数漂移,利用片上温度传感器或外部电压通道读取温度值后,可在数字域进行实时校正,显著提高长期稳定性。器件支持多种操作模式,包括连续转换模式和单次转换模式,用户可通过SPI接口灵活配置寄存器以适应不同的功耗与速度需求。在待机模式下,电流消耗可降至几微安级别,特别适合便携式设备。
  AD7741BR还具有良好的抗干扰能力和EMI鲁棒性。所有输入引脚均具备过压保护和ESD防护,能够在恶劣工业环境中可靠运行。SPI接口支持三线或四线模式,兼容多种微控制器,并可通过命令序列实现自检、零点校准和满量程校准功能,提升了系统的可维护性。此外,器件出厂时已进行激光修调,保证了初始精度和通道间匹配性,减少了生产环节的额外标定成本。总体而言,AD7741BR凭借其高度集成、高精度和灵活性,成为现代智能传感系统中的理想选择。

应用

AD7741BR广泛应用于需要高精度电容测量的各种领域。在工业自动化中,它常被用于液位控制系统,尤其是非接触式电容式液位传感器,能够精确检测容器内液体高度的变化,即使在存在泡沫、蒸汽或粘附物的情况下也能保持良好性能。在环境监测方面,该芯片适用于电容式湿度传感器信号处理,通过测量感湿材料的介电常数变化来推算相对湿度,配合温度补偿可实现±2%RH以内的测量精度。在医疗设备中,AD7741BR可用于呼吸监测、血液分析仪中的液面检测模块,以及一次性使用的生物传感器接口,因其低功耗特性也适合植入式或可穿戴设备。
  此外,AD7741BR在消费电子和智能家居产品中也有重要应用。例如,用于触摸式人机界面(HMI)中的接近检测,替代传统的机械按键,提升产品美观度和耐用性;也可用于家电中的水位检测,如洗衣机、咖啡机等,实现精准水量控制。在材料分析领域,该器件可用于测量粉末、颗粒物或薄膜的厚度和密度变化,基于电容极板间的介质特性改变进行无损检测。汽车电子中,AD7741BR可用于油位检测、雨量传感器或乘员检测系统,满足车规级温度和可靠性要求。
  对于科研仪器,AD7741BR的高分辨率和低漂移特性使其成为实验室级微位移传感器、微力传感器或原子力显微镜(AFM)中电容探头的理想读出电路。其数字输出特性便于与FPGA或嵌入式处理器对接,构建完整的数据采集系统。总之,任何涉及微小电容变化测量的应用场景,都可以考虑使用AD7741BR作为核心信号链解决方案。

替代型号

AD7745BRUZ-REEL7
  AD7746BRUZ

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AD7741BR参数

  • 标准包装98
  • 类别集成电路 (IC)
  • 家庭PMIC - V/F 和 F/V 转换器
  • 系列-
  • 类型电压至频率
  • 频率 - 最大3.072MHz
  • 全量程±50ppm/°C
  • 线性±0.012%
  • 安装类型表面贴装
  • 封装/外壳8-SOIC(0.154",3.90mm 宽)
  • 供应商设备封装8-SO
  • 包装管件
  • 配用EVAL-AD7741/42EBZ-ND - BOARD EVAL FOR AD7741/7742