ADI AD7091RBRMZ模數(shù)轉(zhuǎn)換器中文資料

一、引言

隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，模數(shù)轉(zhuǎn)換器（Analog to Digital Converter, ADC）在自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)中的重要性日益凸顯。作為模擬電路與數(shù)字電路之間的橋梁，ADC將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，使得模擬量能夠被數(shù)字系統(tǒng)處理和控制。ADI（Analog Devices Inc.）作為全球領(lǐng)先的模擬集成電路供應(yīng)商，其AD7091RBRMZ是一款性能卓越的12位逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（SAR ADC），廣泛應(yīng)用于各種低功耗、高精度要求的場(chǎng)合。

　　廠商名稱(chēng)：ADI

　　元件分類(lèi)：模數(shù)轉(zhuǎn)換器

　　中文描述： 模數(shù)轉(zhuǎn)換器, 12 bit, 1 MSPS, 單端, Microwire, QSPI, SPI, 單, 2.7 V

　　英文描述： Analog to Digital Converters-ADC IC 1 CH 12-Bit SAR w/ref(typ)SPI

　　數(shù)據(jù)手冊(cè)：http://syqqgy.com/data/k01-36682598-AD7091RBRMZ.html

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　　AD7091RBRMZ概述

　　AD7091R是一款12位逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），具有超低功耗（3V和1MSPS時(shí)典型功耗為349?A），同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速吞吐率（50MHz SCLK時(shí)為1MSPS）。典型應(yīng)用包括電池供電系統(tǒng)、手持式儀表、醫(yī)療儀器、移動(dòng)通信、儀器儀表和控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、光學(xué)傳感器、診斷/監(jiān)測(cè)功能和能量收集。

　　吞吐率高達(dá)1MSPS，指定的VDD電壓為2.7V至5.25V

　　邏輯電壓VDRIVE為1.65V至5.25V，INL最大為±1LSB，模擬輸入范圍為0V至VREF

　　內(nèi)部2.5V基準(zhǔn)，±4.5ppm/°C典型漂移

　　寬輸入帶寬

　　BUSY指示燈

　　關(guān)斷模式

　　靈活的功率/吞吐率管理

　　高速串行接口：SPI?/QSPI?/MICROWIRE?/DSP兼容

　　10引腳MSOP封裝

　　工作溫度范圍:-40到125°C

　　AD7091RBRMZ中文參數(shù)

　　AD7091RBRMZ引腳圖

二、型號(hào)類(lèi)型

AD7091RBRMZ是ADI公司推出的一款12位SAR ADC，具有低功耗、快速轉(zhuǎn)換速度和高精度的特點(diǎn)。該型號(hào)屬于ADI公司的AD7091系列，是專(zhuān)為低功耗和高性能應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。SAR ADC以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、精度高的特點(diǎn)，在便攜式設(shè)備、工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

三、工作原理

AD7091RBRMZ采用逐次逼近型（SAR）架構(gòu)，這是一種通過(guò)比較器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）配合工作，逐步逼近模擬輸入信號(hào)值的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換的技術(shù)。其工作原理大致可以分為以下幾個(gè)步驟：

1. 采樣階段：在采樣信號(hào)的控制下，輸入模擬信號(hào)被采樣并保持在采樣保持放大器中，等待轉(zhuǎn)換。

2. 轉(zhuǎn)換階段：轉(zhuǎn)換開(kāi)始時(shí)，SAR寄存器的最高位（MSB）被設(shè)置為1，其余位為0。這個(gè)值通過(guò)DAC轉(zhuǎn)換成模擬電壓，與輸入信號(hào)進(jìn)行比較。如果輸入信號(hào)大于DAC輸出的電壓，MSB保持為1；否則，MSB被清零。接著，次高位（次MSB）被設(shè)置為1，重復(fù)上述比較過(guò)程，直到最低位（LSB）被確定。

3. 輸出階段：所有位都確定后，SAR寄存器中存儲(chǔ)的二進(jìn)制數(shù)即為轉(zhuǎn)換結(jié)果，并通過(guò)輸出端口輸出。

四、特點(diǎn)

AD7091RBRMZ模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)：

1. 低功耗：在3V和1MSPS（每秒百萬(wàn)次采樣）的條件下，其典型功耗僅為349μA，非常適合于電池供電或低功耗要求的設(shè)備。

2. 高精度：12位的分辨率使得AD7091RBRMZ能夠提供高精度的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換，滿足大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合的需求。

3. 快速轉(zhuǎn)換速度：支持高達(dá)1MSPS的采樣率，能夠滿足高速數(shù)據(jù)采集和處理的需求。

4. 內(nèi)部參考電壓：集成了一個(gè)片上準(zhǔn)確的2.5V基準(zhǔn)電壓源，減少了外部元件的使用，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。

5. 靈活的接口：支持SPI（Serial Peripheral Interface）、QSPI（Quad Serial Peripheral Interface）和MicroWire等多種高速串行接口，方便與微處理器或其他數(shù)字電路連接。

6. 寬電源范圍：可工作在2.7V至5.25V的單電源供電模式下，適用于多種電壓等級(jí)的電路設(shè)計(jì)。

7. 低功耗管理：提供了靈活的功率/吞吐率管理功能，以及掉電模式，以進(jìn)一步降低平均功耗。

五、應(yīng)用

AD7091RBRMZ模數(shù)轉(zhuǎn)換器由于其低功耗、高精度和快速轉(zhuǎn)換速度的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

1. 工業(yè)自動(dòng)化：用于傳感器信號(hào)的轉(zhuǎn)換，如溫度、壓力、流量等參數(shù)的測(cè)量和控制。

2. 醫(yī)療設(shè)備：在醫(yī)療設(shè)備中用于生物信號(hào)的采集和處理，如心電圖（ECG）、腦電圖（EEG）等。

3. 測(cè)量?jī)x器：在各種測(cè)量?jī)x器中作為模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換的核心部件，如萬(wàn)用表、示波器等。

4. 通信設(shè)備：在通信設(shè)備中用于模擬信號(hào)的數(shù)字化處理，如無(wú)線電接收機(jī)的信號(hào)解調(diào)等。

5. 便攜式設(shè)備：由于其低功耗特性，非常適合于電池供電的便攜式設(shè)備，如智能手機(jī)、平板電腦、可穿戴設(shè)備等。

六、參數(shù)

以下是AD7091RBRMZ模數(shù)轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)參數(shù)：

• 分辨率：12位

• 轉(zhuǎn)換速度：1MSPS

• 功耗：3V和1MSPS時(shí)典型值為349μA，斷電模式下典型值為264nA

• 電源范圍：模擬電源電壓2.7V至5.25V，數(shù)字電源電壓1.8V至5.25V

• 接口類(lèi)型：SPI、QSPI、MicroWire

• 內(nèi)部參考電壓：2.5V，±4.5ppm/°C典型漂移

• 輸入類(lèi)型：?jiǎn)味溯斎?/span>

• 輸入電壓范圍：0V至VREF

• 信噪比（SNR）：69dB

• 微分非線性（DNL）：±0.5 LSB典型值

• 積分非線性（INL）：±1 LSB典型值

• 無(wú)丟失碼：在整個(gè)溫度范圍內(nèi)保證

• 共模抑制比（CMRR）：高（具體值需參考數(shù)據(jù)手冊(cè)，通常SAR ADC的CMRR較高，適合處理具有共模干擾的信號(hào)）

• 數(shù)字輸出格式：直通二進(jìn)制或二進(jìn)制補(bǔ)碼可選

• 封裝形式：常見(jiàn)的封裝如MSOP-8（微小型封裝），便于在PCB上布局布線，減小系統(tǒng)體積

• 工作溫度范圍：通常支持工業(yè)級(jí)溫度范圍，如-40°C至+85°C，滿足多數(shù)工業(yè)應(yīng)用的需求

• 靜態(tài)功耗與動(dòng)態(tài)功耗：靜態(tài)功耗主要指的是在無(wú)轉(zhuǎn)換操作時(shí)消耗的功率，而動(dòng)態(tài)功耗則是在進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中產(chǎn)生的功耗。AD7091RBRMZ通過(guò)其低功耗設(shè)計(jì)，在兩者之間取得了良好的平衡。

• 抗噪聲能力：SAR ADC通常具有較好的抗噪聲能力，AD7091RBRMZ也不例外。其內(nèi)部架構(gòu)和電路設(shè)計(jì)有助于減少噪聲對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)果的影響，保證轉(zhuǎn)換精度。

• 電源抑制比（PSRR）：高電源抑制比意味著ADC對(duì)電源噪聲的抑制能力強(qiáng)，能夠減少電源波動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)果的影響。AD7091RBRMZ通過(guò)優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，提高了PSRR，從而提升了在復(fù)雜電源環(huán)境下的工作穩(wěn)定性。

• 自校準(zhǔn)功能（如果支持）：部分高端SAR ADC具有自校準(zhǔn)功能，能夠自動(dòng)調(diào)整內(nèi)部參數(shù)，以補(bǔ)償工藝變化、溫度變化等因素引起的性能偏差。雖然AD7091RBRMZ的具體型號(hào)可能不直接提及自校準(zhǔn)功能，但ADI公司的其他高級(jí)ADC產(chǎn)品可能具備此特性，供用戶(hù)在更高精度要求下選擇。

• 數(shù)字濾波器選項(xiàng)（如果外部實(shí)現(xiàn)）：雖然AD7091RBRMZ本身可能不直接集成數(shù)字濾波器，但用戶(hù)可以根據(jù)需要，在ADC輸出后接入數(shù)字濾波器，以進(jìn)一步改善信號(hào)質(zhì)量，如降低噪聲、去除雜散信號(hào)等。

七、總結(jié)與展望

AD7091RBRMZ作為一款性能卓越的12位SAR ADC，以其低功耗、高精度和快速轉(zhuǎn)換速度，在工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備、測(cè)量?jī)x器、通信設(shè)備以及便攜式設(shè)備等眾多領(lǐng)域展現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用前景。隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能制造等技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)高精度、低功耗的ADC需求將持續(xù)增長(zhǎng)。ADI公司作為模擬集成電路領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，將繼續(xù)致力于推出更多創(chuàng)新產(chǎn)品，滿足市場(chǎng)不斷變化的需求。

未來(lái)，隨著工藝技術(shù)的不斷進(jìn)步和設(shè)計(jì)理念的不斷創(chuàng)新，SAR ADC有望在保持低功耗優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，進(jìn)一步提升轉(zhuǎn)換速度、精度和集成度。同時(shí)，隨著智能傳感器、可穿戴設(shè)備等新興應(yīng)用的興起，對(duì)ADC的靈活性、易用性和智能化水平也提出了更高的要求。因此，我們可以期待ADI公司及其同類(lèi)產(chǎn)品在未來(lái)能夠帶來(lái)更多驚喜，推動(dòng)整個(gè)電子行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。