AD7768中文参考手册.pdf

发布时间：2022-06-13 发布人：admin 分类：说明书资料大小：2.99M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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8/4通道24位同步采样 ADC，具备功耗调节功能，110.8 kHz带宽 AD7768/AD7768-4 产品特性精密交流和直流性能 8/4通道同步采样每通道最大ADC输出数据速率：256 kSPS 动态范围：108 dB 最大输入带宽：110.8 kHz(−3 dB带宽) 总谐波失真(THD)：−120 dB(典型值) ±2 ppm满量程(FSR)积分非线性(INL)、±50 µV失调误差、 ±30 ppm增益误差优化的功耗、噪声和输入带宽可选功耗、速度和输入带宽(BW)模式快速：最高速度；110.8 kHz带宽，每通道51.5 mW 中速：半速，55.4 kHz带宽，每通道27.5 mW 生态：最低功耗，13.8 kHz带宽，每通道9.375 mW 输入带宽范围：直流至110.8 kHz 可编程输入带宽/采样速率数据接口支持循环冗余校验(CRC)错误检查菊花链连接线性相位数字滤波器 AVDD1A, AVDD1B 低延迟sinc5滤波器宽带砖墙式滤波器：±0.005 dB通带纹波(DC至102.4 kHz) 模拟输入预充电缓冲器电源 AVDD1 = 5.0 V, AVDD2 = 2.25 V至5.0 V IOVDD = 2.5 V至3.3 V 或 IOVDD = 1.8 V 64引脚LQFP封装，无裸露焊盘温度范围：−40°C至+105°C 应用数据采集系统：USB/PXI/以太网仪器仪表和工业控制环路音频测试和测量振动和资产状态监控 3相电能质量分析声纳高精度医疗脑电图(EEG)/肌电图(EMG)/心电图(ECG) 功能框图 REFx+ REFx– AVDD2A, AVDD2B REGCAPA, REGCAPB DGND IOVDD DREGCAP BUFFERED VCM VCM VCM ×8 PRECHARGE REFERENCE BUFFERS 1.8V LDO 1.8V LDO CH 0 AIN0+ AIN0– CH 1 AIN1+ AIN1– CH 2 AIN2+ AIN2– CH 3 AIN3+ AIN3– CH 4* AIN4+ AIN4– CH 5* AIN5+ AIN5– CH 6* AIN6+ AIN6– CH 7* AIN7+ AIN7– P P P P P P P P P P P P P P P P Σ-Δ ADC Σ-Δ ADC Σ-Δ ADC Σ-Δ ADC Σ-Δ ADC Σ-Δ ADC Σ-Δ ADC Σ-Δ ADC DIGITAL FILTER ENGINE LOW LATENCY SINC5 FILTER WIDEBAND LOW RIPPLE FILTER OFFSET, GAIN PHASE CORRECTION OFFSET, GAIN PHASE CORRECTION OFFSET, GAIN PHASE CORRECTION OFFSET, GAIN PHASE CORRECTION OFFSET, GAIN PHASE CORRECTION OFFSET, GAIN PHASE CORRECTION OFFSET, GAIN PHASE CORRECTION OFFSET, GAIN PHASE CORRECTION ADC OUTPUT DATA SERIAL INTERFACE SPI CONTROL INTERFACE ×16 ANALOG INPUT PRECHARGE BUFFERS (P) AD7768/AD7768-4 SYNC_IN SYNC_OUT START RESET FORMAT1* FORMAT0 DRDY DCLK DOUT0 DOUT1 DOUT2 DOUT3 DOUT4* DOUT5* DOUT6*, DIN DOUT7* ST0/CS ST1*/SCLK DEC0/SDO DEC1/SDI PIN/SPI AVSS XTAL2/MCLK *THESE CHANNELS/PINS EXIST ONLY ON THE AD7768. Rev. A Document Feedback Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Speciﬁcations subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供的最新英文版数据手册。 One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106 U.S.A. Tel: 781.329.4700 ©2016 Analog Devices, Inc. All rights reserved. troppuS lacinhceT moc.golana.www 图1. XTAL1 MODE3/GPIO3 MODE0/GPIO0 TO FILTER/GPIO4 1 0 0 - 1 0 0 4 1

AD7768/AD7768-4 目录产品特性...........................................................................................1 应用....................................................................................................1 功能框图...........................................................................................1 修订历史...........................................................................................3 概述....................................................................................................5 技术规格...........................................................................................6 1.8 V IOVDD规格....................................................................12 时序规格....................................................................................16 1.8 V IOVDD时序规格 ...........................................................17 绝对最大额定值............................................................................21 热阻 ............................................................................................21 ESD警告.....................................................................................21 引脚配置和功能描述...................................................................22 典型性能参数 ................................................................................30 术语..................................................................................................40 工作原理.........................................................................................41 时钟、采样树和功耗调节.....................................................41 噪声性能和分辨率 ..................................................................42 应用信息.........................................................................................44 电源 ............................................................................................45 器件配置....................................................................................46 引脚控制....................................................................................46 SPI控制.......................................................................................49 SPI控制功能..............................................................................50 SPI控制模式额外诊断特性 ...................................................53 电路信息.........................................................................................54 核心信号链 ...............................................................................54 模拟输入....................................................................................55 VCM............................................................................................56 基准输入....................................................................................56 时钟选择....................................................................................56 数字滤波....................................................................................56 抽取率控制 ...............................................................................58 抗混叠 ........................................................................................58 校准 ............................................................................................59 数据接口.........................................................................................61 设置数据输出格式 ..................................................................61 ADC转换输出：标头和数据 ................................................62 功能..................................................................................................71 GPIO功能 .................................................................................71 AD7768寄存器映射详解(SPI控制) ...........................................72 AD7768寄存器映射.................................................................72 通道待机寄存器.......................................................................74 通道模式A寄存器....................................................................74 通道模式B寄存器....................................................................75 通道模式选择寄存器..............................................................75 功耗模式选择寄存器..............................................................76 通用器件配置寄存器..............................................................76 数据控制：软件复位、同步和单次控制寄存器..............77 接口配置寄存器.......................................................................78 数字滤波器RAM内置自测(BIST)寄存器 ...........................78 状态寄存器 ...............................................................................79 版本标识寄存器.......................................................................79 GPIO控制寄存器.....................................................................79 GPIO写入数据寄存器 ............................................................80 GPIO读取数据寄存器 ............................................................80 模拟输入预充电缓冲器使能寄存器通道0至通道3 .........80 模拟输入预充电缓冲器使能寄存器通道4至通道7 .........81 正基准预充电缓冲器使能寄存器 .......................................81 负基准预充电缓冲器使能寄存器........................................82 失调寄存器 ...............................................................................82 增益寄存器 ...............................................................................83 同步相位失调寄存器 .............................................................83 ADC诊断接收选择寄存器.....................................................83 ADC诊断控制寄存器 .............................................................84 调制器延迟控制寄存器 .........................................................85 斩波控制寄存器.......................................................................85 AD7768-4寄存器映射详解(SPI控制) .......................................86 AD7768-4寄存器映射.............................................................86 通道待机寄存器.......................................................................88 通道模式A寄存器....................................................................88 通道模式B寄存器....................................................................89 通道模式选择寄存器..............................................................89 功耗模式选择寄存器..............................................................89 通用器件配置寄存器..............................................................90 数据控制：软件复位、同步和单次控制寄存器..............91 接口配置寄存器.......................................................................91 Rev. 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数字滤波器RAM内置自测(BIST)寄存器 ......................... 92 状态寄存器 ............................................................................. 92 版本标识寄存器 .................................................................... 93 GPIO控制寄存器.................................................................. 93 GPIO写入数据寄存器 .......................................................... 94 GPIO读取数据寄存器 .......................................................... 94 模拟输入预充电缓冲器使能寄存器通道0和通道1 ....... 94 模拟输入预充电缓冲器使能寄存器通道2和通道3 ....... 95 正基准预充电缓冲器使能寄存器...................................... 95 修订历史 2016年3月—修订版0至修订版A 增加AD7768-4 ..........................................................................通篇 “预充电模拟输入基准”更改为 “模拟输入预充电”..............................................................通篇更改“概述”部分 ....................................................................... 5 更改表1 ........................................................................................... 6 更改表2 ......................................................................................... 12 更改表3和表4的t30参数 ............................................................. 16 更改表5 ......................................................................................... 17 更改表6的t30参数和图2 ............................................................. 18 更改图4和图7 .............................................................................. 19 更改图8和图9 .............................................................................. 20 更改图10和表9 ............................................................................ 22 增加图11和表10；重新排序 .................................................... 26 更改“典型工作特性”部分 ................................................... 30 更改“工作原理”部分和 “时钟、采样树和功耗调节”部分 ...................................... 41 更改表11 ...................................................................................... 42 增加“功耗与噪声性能优化示例”部分和 “输出ADC转换结果(DCLK)”部分..................................... 42 更改“应用信息”部分和图73................................................ 44 更改表14和“电源”部分 ........................................................ 45 移动“1.8 V IOVDD操作”部分 ............................................ 46 更改图75、“模拟电源内部连接” 部分和“引脚控制”部分 ....................................................... 46 增加图76 ...................................................................................... 47 更改“通道待机”部分和 “访问ADC寄存器映射”部分............................................... 49 增加表22 ....................................................................................... 49 更改“通道配置”部分 ............................................................ 50 更改“通道模式”部分、 “通过SPI控制接口复位”部分、 “睡眠模式”部分和“通道待机”部分 ............................. 51 AD7768/AD7768-4 负基准预充电缓冲器使能寄存器...................................... 95 失调寄存器 ............................................................................. 96 增益寄存器 ............................................................................. 96 同步相位失调寄存器............................................................ 96 ADC诊断接收选择寄存器................................................... 96 ADC诊断控制寄存器 ........................................................... 97 调制器延迟控制寄存器 ....................................................... 97 斩波控制寄存器..................................................................... 98 外形尺寸.................................................................................. 99 订购指南.................................................................................. 99 更改“MCLK源选择”部分、 “接口配置”部分和“通过SPI实现ADC同步”部分 ..... 52 增加图81 ...................................................................................... 52 更改“RAM内置自测”部分................................................... 53 更改“模拟输入”部分和图85................................................ 55 增加图86 ....................................................................................... 55 增加表27 ....................................................................................... 56 更改“VCM”部分、“基准输入”部分和 “数字滤波”部分 ..................................................................... 56 更改图87、图88和图89 ............................................................. 57 更改“抗混叠”部分和“调制器采样频率”部分 ............ 58 更改“调制器斩波频率”部分、表29和“调制器饱和点”部分， ........................................... 59 更改“同步相位失调调整”部分 ........................................... 60 更改“设置数据输出格式”部分 .......................................... 61 增加表32和图93 .......................................................................... 61 更改图94的标题和 “ADC转换输出：标头和数据”部分.................................. 62 更改“数据接口：标准转换工作模式”部分 ..................... 63 更改图99 ....................................................................................... 64 增加图100..................................................................................... 64 增加图101..................................................................................... 65 更改“菊花链连接”部分和图104 ........................................ 66 增加图105 .................................................................................... 67 更改“数据接口CRC检查”部分 .......................................... 68 更改表35 ...................................................................................... 69 更改表36 ...................................................................................... 70 更改“GPIO功能”部分和图108 ........................................... 71 增加图109 .................................................................................... 71 更改“AD7768寄存器映射详解(SPI控制)” 部分和表37 .................................................................................. 72 更改“通道待机寄存器”部分 .............................................. 74 Rev. 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增加表79、表80和表81 ............................................................ 95 增加表82、表83、表84和表85 ................................................ 96 增加表86和表87 .......................................................................... 97 增加表88 ...................................................................................... 98 更改“订购指南”部分............................................................. 99 2016年1月—修订版0：初始版 AD7768/AD7768-4 更改表42和表43 .......................................................................... 76 更改表44 ....................................................................................... 77 更改表45和表46 .......................................................................... 78 更改表49 ....................................................................................... 79 更改表61 ....................................................................................... 85 增加“AD7768-4寄存器映射详解(SPI控制)” 部分和表63 .................................................................................. 86 增加表64和表65 .......................................................................... 88 增加表66、表67和表68 ............................................................. 89 增加表69 ...................................................................................... 90 增加表70和表71 .......................................................................... 91 增加表72和表73 .......................................................................... 92 增加表74和表75 .......................................................................... 93 增加表76、表77和表78 ............................................................. 94 Rev. A | Page 4 of 99

概述 AD7768/AD7768-4分别为每通道集成Σ-Ɗ型调制器和数字滤波器的8通道和4通道、同步采样Σ-Ɗ型模数转换器(ADC)，支持交流和直流信号的同步采样。 AD7768/AD7768-4在110.8 kHz最大输入带宽下实现108 dB动态范围，具备±2 ppm INL、±50 µV失调误差和±30 ppm增益误差的典型性能。 AD7768/AD7768-4用户可在输入带宽、输出数据速率和功耗之间进行权衡，并选择三种功耗模式之一以优化噪声目标和功耗。AD7768/AD7768-4的灵活性使其成为适合低功耗直流和高性能交流测量模块的可重复使用平台。 AD7768/AD7768-4有三种工作模式：快速模式(最大 256 kSPS、110.8 kHz输入带宽、每通道51.5 mW)、中速模式 (最大128 kSPS、55.4 kHz输入带宽、每通道27.5 mW)和生态模式(最大32 kSPS、13.8 kHz输入带宽、每通道9.375 mW)。 AD7768/AD7768-4提供丰富的数字滤波性能，如宽带、 ±0.005 dB低通带纹波、集成急剧滚降性能的抗混叠低通滤波器，以及在奈奎斯特频率的105 dB阻带衰减。频域测量可使用宽带线性相位滤波器。该滤波器在以下范围具有平坦的通带(±0.005 dB纹波)：DC至102.4 kHz (256 kSPS)、 DC至51.2 kHz (128 kSPS)或DC至12.8 kHz (32 kSPS)。 AD7768/AD7768-4还提供sinc响应(通过sinc5滤波器)、低带宽的低延迟路径和低噪声测量。可为每个通道选择并运行宽带和sinc5滤波器。 AD7768/AD7768-4 在这些滤波器选项内，用户可通过从抽取速率×32、×64、 ×128、×256、×512和×1024中进行选择来提高动态范围。改变抽取滤波的能力可对所需输入带宽的噪声性能进行优化。每个ADC通道的嵌入式模拟功能可简化设计，如模拟输入上的预充电缓冲器可减小模拟输入电流，每通道的基准预充电缓冲器可减小基准电压输入端的输入电流和毛刺。器件采用5 V AVDD1A和AVDD1B电源、2.25 V至5.0 V AVDD2A 和AVDD2B电源以及2.5 V至3.3 V或1.8 V IOVDD电源供电(有关1.8 V IOVDD的具体电源供电要求，请参见“1.8 V IOVDD 电源”部分)。该器件需要一个外部基准电压源；绝对输入基准电压范围为1 V至AVDD1 − AVSS。在本文档中为明确起见，AVDD1A和 AVDD1B电源称为 AVDD1，而AVDD2A和AVDD2B电源称为AVDD2。对于负电源，AVSS 指AVSS1A、 AVSS1B、 AVSS2A、 AVSS2B和 AVSS引脚。器件的额定工作温度范围为−40°C至+105°C，提供10 mm × 10 mm、64引脚LQFP封装，印刷电路板(PCB)尺寸为12 mm × 12 mm。在整篇数据手册中，多功能引脚(如晶振2/MCLK)由整个引脚名称或引脚的单个功能表示(例如MCLK即表示仅与此功能相关)。 Rev. A | Page 5 of 99

AD7768/AD7768-4 技术规格除非另有说明，AVDD1A = AVDD1B = 4.5 V至5.5 V，AVDD2A = AVDD2B = 2.0 V至5.5 V，IOVDD = 2.25 V至3.6 V，AVSS = DGND = 0 V，REFx+ = 4.096 V，REFx− = 0 V，MCLK = 32.768 MHz，模拟输入预充电缓冲器开启，基准预充电缓冲器关闭，宽带滤波器，fCHOP = fMOD/32，TA = −40°C至+105°C。1.8 V IOVDD规格参见表2。表1. 参数 ADC速度和性能测试条件/注释输出数据速率(ODR)，每通道1 快速 −3 dB带宽数据输出编码无失码2 动态性能快速动态范围信噪比(SNR) 信纳比(SINAD) 总谐波失真(THD) 无杂散动态范围(SFDR) 中速动态范围 SNR SINAD THD SFDR 生态动态范围 SNR SINAD THD SFDR 交调失真 (IMD)3 中速生态快速，宽带滤波器中速，宽带滤波器生态，宽带滤波器 1.8 V工作模式参见表2；所有抽取率对应的动态范围和SNR参见表12和表13 32倍抽取，256 kSPS ODR 输入短路，宽带滤波器 1 kHz、−0.5 dBFS正弦波输入 Sinc5滤波器宽带滤波器 1 kHz、−0.5 dBFS正弦波输入 1 kHz、−0.5 dBFS正弦波输入 32倍抽取，128 kHz ODR 输入短路，宽带滤波器 Sinc5滤波器，1 kHz、−0.5 dBFS正弦波输入宽带滤波器，1 kHz、−0.5 dBFS正弦波输入 1 kHz、−0.5 dBFS正弦波输入 1 kHz、−0.5 dBFS正弦波输入 32倍抽取，32 kHz ODR 输入短路，宽带滤波器 Sinc5滤波器，1 kHz、−0.5 dBFS正弦波输入宽带滤波器，1 kHz、−0.5 dBFS正弦波输入 1 kHz、−0.5 dBFS正弦波输入 1 kHz、−0.5 dBFS正弦波输入 fa = 9.7 kHz，fb = 10.3 kHz 二阶三阶最小值 8 4 1 24 106.2 109 106 104.7 106.2 109 106 105.8 106.2 109 106 105.8 典型值最大值 256 128 32 110.8 55.4 13.8 二进制补码，MSB优先 108 111 107.8 107.5 −120 128 108 111 107.8 107.5 −120 128 108 111 107.8 107.5 −120 128 −125 −125 −107 −113 −113 单位 kSPS kSPS kSPS kHz kHz kHz 位 dB dB dB dB dB dBc dB dB dB dB dB dBc dB dB dB dB dB dBc dB dB Rev. A | Page 6 of 99

参数精度 INL 失调误差4 失调误差漂移增益误差4 增益温漂2 VCM引脚输出负载调整率(࢞VOUT/࢞IL) 电压调整率短路电流模拟输入差分输入电压范围输入共模范围2 绝对模拟输入电压限值2 模拟输入电流未缓冲预充电缓冲器开启5 输入电流漂移未缓冲预充电缓冲器开启外部基准电压源基准电压绝对基准电压限值2 平均基准电流平均基准电流漂移共模抑制数字滤波器响应低纹波宽带滤波器抽取率群延迟建立时间通带纹波2 通带阻带频率阻带衰减测试条件/注释 1.8 V工作模式参见表2 端点方法 DCLK频率 ≤ 24 MHz 24 MHz至32.768 MHz DCLK频率2 DCLK频率 ≤ 24 MHz 24 MHz至32.768 MHz DCLK频率 TA = 25°C 相对于AVSS 仅适用于以下VCM输出选项： VCM = ࢞VOUT/࢞(AVDD1 − AVSS)/2； VCM = 1.65 V；VCM = 2.5 V 参见模拟输入部分 VREF = (REFx+) − (REFx−) 快速模式差分成分共模成分快速模式；参见图62 VREF = (REFx+) − (REFx−) 基准预充电缓冲器关闭基准预充电缓冲器开启快速模式；参见图63 基准预充电缓冲器关闭基准预充电缓冲器开启快速模式；参见图63 基准预充电缓冲器关闭基准预充电缓冲器开启 AD7768/AD7768-4 最小值典型值最大值单位 ±2 ±50 ±75 ±250 ±750 ±30 ±0.5 (AVDD1 − AVSS)/2 400 5 30 ±48 ±17 −20 ±5 ±31 ±72 ±16 ±1.7 ±49 95 ±7 ±115 ±150 ±70 ±1 +VREF AVDD1 AVDD1 FSR的ppm µV µV nV/°C nV/°C FSR的ppm ppm/°C V µV/mA µV/V mA V V V µA/V µA/V µA nA/V/°C nA/°C AVDD1 − AVSS AVDD1 + 0.05 AVDD1 V V V µA/V/通道 µA/V/通道 nA/V/°C nA/V/°C dB −VREF AVSS AVSS 1 AVSS − 0.05 AVSS FILTER = 0 多达6个可选抽取率；参见“抽取率控制”部分延迟完全建立，参见表35 DC至102.4 kHz (256 kSPS) ±0.005 dB带宽 −0.1 dB带宽 −3 dB带宽衰减 > 105 dB 参见“宽带低纹波滤波器”部分 32 1024 ±0.005 34/ODR 68/ODR 0.4 × ODR 0.409 × ODR 0.433 × ODR 0.499 × ODR 105 s s dB Hz Hz Hz Hz dB Rev. A | Page 7 of 99

AD7768/AD7768-4 参数 Sinc5滤波器抽取率群延迟建立时间通带抑制交流电源抑制比(PSRR) AVDD1 AVDD2 IOVDD 直流电源抑制比(DC PSRR) AVDD1 AVDD2 IOV 模拟输入共模抑制比(CMRR) DC AC 通道间串扰时钟晶振频率外部时钟(MCLK) 占空比 MCLK脉冲宽度2 逻辑低电平逻辑高电平 CMOS时钟输入电压高电平，VINH 低电平，VINL LVDS时钟2 差分输入电压共模输入电压绝对输入电压 ADC复位2 复位后ADC启动时间6 RESET低电平脉冲最小宽度逻辑输入输入电压2 高电平，VINH 低电平，VINL 迟滞2 漏电流逻辑输出输出电压2 高电平，VOH 低电平，VOL 测试条件/注释 FILTER = 1 多达6个可选抽取率；参见“抽取率控制”部分延迟完全建立，参见表36 −3 dB带宽 VIN = 0.1 V, AVDD1 = 5 V, AVDD2 = 5 V, IOVDD = 2.5 V VIN = 1 V VIN = 0.1 V 最高10 kHz 相邻通道上有−0.5 dBFS输入参见“时序规格”部分针对数据手册性能功能参见逻辑输入参数 RL = 100 Ω 至首次DRDY的时间，快速模式， 32倍抽取 tMCLK = 1/MCLK 1.8 V工作模式参见表2 RESET 引脚7 1.8 V工作模式参见表2 ISOURCE ISINK = 400 µA 最小值 32 典型值最大值 1024 95 8 12.2 12.2 100 800 2 × tMCLK 0.65 × IOVDD 0.04 −10 −10 0.8 × IOVDD 3/ODR 7/ODR 0.204 × ODR 90 100 75 100 118 90 95 −120 32.768 32.768 50:50 1.58 +0.03 34 650 1575 1.88 1.66 0.7 0.09 +10 +10 0.4 单位 s s Hz dB dB dB dB dB dB dB dB dB MHz MHz % ns ns mV mV V ms V V V µA µA V V Rev. A | Page 8 of 99

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