时间:2025/11/4 22:13:43
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ADM8691ARNZ是一款由Analog Devices Inc.(亚德诺半导体)生产的高性能、低功耗、单通道模数转换器(ADC),专为工业自动化、过程控制、传感器信号调理以及便携式测量设备等应用而设计。该器件集成了一个24位Σ-Δ型模数转换器核心,具备高精度和出色的噪声性能,能够在宽动态范围内实现精确的模拟信号数字化。ADM8691采用紧凑型8引脚MSOP封装,适合空间受限的应用场景。芯片内置可编程增益放大器(PGA)、基准电压输入、时钟振荡器以及串行外设接口(SPI)通信模块,支持灵活配置与外部微控制器连接。其工作温度范围通常为-40°C至+125°C,适用于严苛工业环境下的长期稳定运行。此外,该ADC支持单电源供电,典型工作电压为2.7V至5.25V,同时具备低功耗待机模式,有助于延长电池供电系统的续航时间。由于其高集成度和高可靠性,ADM8691ARNZ广泛应用于称重系统、压力传感、热电偶测温、医疗仪器及数据采集系统中。
型号:ADM8691ARNZ
制造商:Analog Devices
类型:24位Σ-Δ ADC
分辨率:24位
通道数:1
采样速率:最高120 SPS(可调)
非线性误差(INL):±2 ppm FSR(典型值)
噪声峰值到峰值:小于0.8 μV p-p(在120 SPS,增益=128时)
增益设置:1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128(可编程PGA)
输入类型:差分
参考电压:外部或内部基准可选
接口类型:SPI(三线或四线制)
工作电压:2.7 V 至 5.25 V
工作电流:约350 μA(正常模式),<1 μA(关断模式)
工作温度范围:-40°C 至 +125°C
封装形式:8引脚MSOP
ADM8691ARNZ具备卓越的信号采集能力和稳定性,其核心特性之一是内置可编程增益放大器(PGA),允许用户根据不同的输入信号幅度进行增益调节,从而优化ADC的有效动态范围。该PGA支持从1到128的多种增益设置,使得即使面对微弱的传感器输出信号(如热电偶或桥式传感器),也能实现高精度转换。这一功能显著降低了对外部放大电路的需求,简化了系统设计并节省PCB空间。此外,由于PGA与ADC核心集成在同一芯片上,避免了分立元件带来的温漂和噪声干扰问题,提升了整体测量一致性。
该器件采用Σ-Δ调制架构,结合数字滤波技术,在低频信号采集场合表现出极低的噪声水平和高有效分辨率。例如,在120 SPS输出数据速率下,其峰峰值分辨率可达20 bit以上,特别适合需要高灵敏度检测的应用场景。同时,Σ-Δ结构具有良好的抗混叠能力,无需复杂的前端抗混叠滤波器即可满足大多数工业标准要求。芯片还集成了片内时钟振荡器,无需外部时钟源即可工作,进一步减少外围元件数量,提升系统可靠性。
SPI接口支持多种操作模式,包括主模式和从模式,并可通过命令寄存器配置工作参数,如增益、数据速率、校准模式等。它还支持连续转换和单次转换模式,便于在节能与响应速度之间取得平衡。在单次转换模式下,完成一次测量后自动进入低功耗状态,非常适合电池供电设备使用。此外,器件提供内部偏置电流消除机制和系统级校准功能(零点和满量程校准),可有效补偿长期运行中的漂移误差,确保长时间运行下的测量准确性。
ADM8691ARNZ主要用于对精度和稳定性要求较高的工业与测量类应用。在称重系统中,该ADC常用于连接电阻应变片式称重传感器(load cell),通过高增益PGA放大微伏级差分信号,并利用其低噪声特性实现高分辨率重量测量,广泛应用于电子秤、配料系统和工业衡器。在温度测量领域,它可以配合热电偶或RTD传感器使用,借助冷端补偿电路实现精确的温度采集,适用于工业炉温监控、HVAC系统和环境监测设备。
在通用数据采集系统(DAQ)中,ADM8691ARNZ因其高集成度和SPI接口的易用性,成为多通道低速高精度采集模块的理想选择。其低功耗特性也使其适用于便携式仪表、现场测试设备和无线传感器节点。医疗健康设备如血压计、呼吸机和体外诊断仪器也常采用此类高精度ADC进行生理信号采集,以确保测量结果的可靠性和重复性。
此外,该芯片还可用于工业过程控制系统中的压力、流量、液位等物理量的变送器设计,将传感器输出的微弱模拟信号转换为数字信号供PLC或MCU处理。由于其宽温范围和高EMI抗扰度,能在恶劣工业环境中稳定运行。对于需要长期无人值守运行的数据记录仪或远程监控终端,ADM8691ARNZ提供的低功耗待机模式和自校准功能极大增强了系统的自主性和维护便利性。
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