16位Σ-Δ A/D转换器AD7705与微控制器的接口设计
http://tech.ddvip.com 2008年07月23日 社区交流
内容摘要：介绍了16位Σ-ΔA/D转换器AD7705的特点、结构和应用，并举例说明这种串行输入/输出的A/D转换器与微控制器的一般接口方式，指出了微控制器对AD7705片内寄存器编程的关键，并且给出了数据手册中没有的C51接口读写程序。
AD7705是 AD公司新推出的16位Σ-ΔA/D转换器。器件包括由缓冲器和增益可编程放大器(PGA)组成的前端模拟调节电路，Σ-Δ调制器，可编程数字滤波器等部件。能直接将传感器测量到的多路微小信号进行A/D转换。这种器件还具有高分辨率、宽动态范围、自校准、优良的抗噪声性能以及低电压低功耗等特点，非常适合仪表测量、工业控制等领域的应用。它采用三线串行接口,有两个全差分输入通道,能达到0.003%非线性的16位无误码数据输出，其增益和数据输出更新率均可编程设定，还可选择输入模拟缓冲器，以及自校准和系统校准方式。工作电压3 V或5 V。3 V电压时，最大功耗为1 mW，等待模式下电源电流仅为8 μA。
1 内部结构
AD7705是完整的16位A/D转换器。内部结构如图1。若外接晶体振荡器、精密基准源和少量去耦电容，即可连续进行A/D转换。它采用了成本较低但能获得极高分辨率的Σ-Δ转换技术，可以获得16位无误码数据输出。这一点非常符合对分辨率要求较高但对转换数字要求不高的应用，例如数字音频产品和智能仪器仪表产品等。下面对该器件几个重要部分和特性作简要说明。
增益可编程放大器AD7705包括两个全差分模拟输入通道。片内的增益可编程放大器PGA可选择1、2、4、8、16、32、64、128八种增益之一，能将不同摆幅范围的各类输入信号放大到接近A/D转换器的满标度电压再进行A/D转换，这样有利于提高转换质量。当电源电压为5 V，基准电压为2.5 V时，器件可直接接受从0～20 mV至0～2.5 V摆幅范围的单极性信号和从0～±20 mV至0～±2.5 V范围的双极性信号。必须指出：这里的负极性电压是相对AIN(－)引脚而言的，这两个引脚应偏置到恰当的正电位上。在器件的任何引脚施加相对于GND为负电压的信号是不允许的。输入的模拟信号被A/D转换器连续采样，采样频率fS由主时钟频率fCLK和选定的增益决定。增益（16～128）是通过多重采样并利用基准电容与输入电容的比值共同得到的。
作者：黄光辉 董天临 责编：豆豆技术应用
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