AD7190BRUZ-REEL器件介绍

AD7190BRUZ-REEL是一款由ADI公司推出的超低噪声、24位Σ-Δ模数转换器（ADC），具有片上低噪声可编程增益级。它可以配置为两路差分输入或四路伪差分输入。片内通道序列器可以使能多个通道，AD7190按顺序在各使能通道上执行转换，简化了与器件的通信。其特性包括高精度测量、低噪声以及完整模拟前端等特点，适用于电子秤、应变计传感器、压力测量、温度测量、色谱、PLC/DCS模拟输入模块、数据采集以及医疗与科学仪器等多种应用。

AD7190BRUZ-REEL器件特点

  1. 超低噪声：AD7190BRUZ-REEL具有非常低的噪声特性，能够精确地测量微弱信号，使得它在需要高精度测量的应用中表现出色。
  2. 内置低噪声可编程增益级：器件内置了低噪声的可编程增益级，允许用户根据信号大小调整增益，从而可以直接连接小幅度信号到ADC，简化了电路设计。
  3. 多通道能力：AD7190BRUZ-REEL可以配置为两路差分输入或四路伪差分输入，通过片内通道序列器，可以按顺序在各使能通道上执行转换，提高了数据处理的灵活性和效率。
  4. 数字滤波器选项：器件提供了两种数字滤波器选项，可以根据具体的应用需求选择最合适的滤波器，以达到最佳的噪声性能、分辨率和建立时间。
  5. 高采样率和数据速率：AD7190BRUZ-REEL具有高达4.8kHz的采样率，并且输出数据速率可以在较宽的范围内变化，从而满足了不同应用对数据速率的需求。
  6. 同步功能：在多器件同步应用中，AD7190BRUZ-REEL可以实现同步操作，确保多个器件的数据寄存器同时更新，这对于需要高精度多通道同步采样的应用至关重要。
  7. 低功耗：AD7190BRUZ-REEL在提供高性能的同时，也注重功耗控制，采用5V模拟电源和2.7V至5.25V数字电源供电，功耗仅为6mA，使得它适合在功耗受限的应用中使用。
  8. 灵活的电源和接口选项：器件支持多种电源和接口配置，使其能够方便地集成到各种系统中。
  9. 出色的线性度和稳定性：AD7190BRUZ-REEL具有优异的增益误差和积分非线性度，保证了测量的准确性和稳定性。

引脚介绍

以下是AD7190BRUZ-REEL器件的24个引脚的详细介绍：

  • MCLK1：外部时钟输入1，用于提供ADC的时钟信号。
  • MCLK2：外部时钟输入2，用于提供ADC的时钟信号。
  • SCLK：串行时钟输入，用于同步ADC的串行数据传输。
  • CS：片选信号输入，用于选择ADC进行数据传输。
  • P0-P3：编程输入引脚，用于设置ADC的内部寄存器。
  • NC：无连接引脚，该引脚不与内部电路连接。
  • AINCOM：模拟输入公共端，用于连接输入信号的公共端。
  • AIN1-AIN4：模拟输入端，用于接收输入信号。
  • REFIN1(+)：参考电压正输入端，用于连接外部参考电压的正极。
  • REFIN1(-)：参考电压负输入端，用于连接外部参考电压的负极。
  • BPDSW：温度传感器开关控制引脚，用于控制片内温度传感器的工作状态。
  • AGND：模拟地引脚，用于连接ADC的模拟地。
  • DGND：数字地引脚，用于连接ADC的数字地。
  • AVDD：模拟电源输入引脚，用于为ADC的模拟部分供电。
  • DVDD：数字电源输入引脚，用于为ADC的数字部分供电。
  • SYNC：同步信号输入，用于同步ADC的内部时钟和外部时钟。
  • DOUT/RDY：数据输出/就绪信号输出，用于输出ADC转换后的数字数据，或者表示ADC是否准备好接收新数据。
  • DIN：数据输入引脚，用于输入ADC的内部寄存器数据。

原理图及工作原理

  • 输入信号调理：AD7190BRUZ-REEL的模拟输入端（AIN1-AIN4）接收输入信号。这些信号可以通过内部的可编程增益放大器（PGA）进行放大。PGA的增益可以通过配置寄存器进行设置。此外，输入信号还可以通过内部的差分放大器进行差分放大。
  • 模数转换：经过信号调理后的输入信号被送入Σ-Δ调制器进行模数转换。Σ-Δ调制器采用积分器和比较器实现高精度模数转换。在转换过程中，输入信号与一个高频参考信号进行比较，产生一个误差信号。该误差信号经过积分器积分后，再与参考信号进行比较，如此反复，实现高精度模数转换。
  • 数据处理：模数转换后的数据经过内部数字滤波器进行滤波处理，以降低噪声和改善信号质量。数字滤波器的类型和参数可以通过配置寄存器进行设置。
  • 数据输出：处理后的数据通过串行接口输出。数据输出引脚（DOUT/RDY）输出转换后的数字数据。同时，该引脚还可以表示ADC是否准备好接收新数据。
  • 控制与同步：片选信号输入（CS）、串行时钟输入（SCLK）和数据输入引脚（DIN）负责与外部设备进行数据传输和同步。片选信号用于选择ADC进行数据传输，串行时钟用于同步数据传输，数据输入用于输入ADC的内部寄存器数据。

封装图

AD7190BRUZ-REEL器件的封装为TSSOP-24。封装图如下所示：

AD7190BRUZ-REEL的低噪声可编程增益级如何实现？

AD7190BRUZ-REEL的低噪声可编程增益级是通过集成的模拟前端实现的。该模拟前端包含一个可编程增益放大器（PGA），可以对输入信号进行放大，同时保持低噪声性能。PGA通过内部的数字控制逻辑实现可编程增益设置，用户可以通过配置寄存器来选择不同的增益值。

可编程增益级的实现主要依靠PGA内部的运算放大器和反馈电阻网络。运算放大器用于放大输入信号，反馈电阻网络用于设置运算放大器的闭环增益，从而实现可编程增益。在AD7190BRUZ-REEL中，PGA的增益设置范围和具体实现细节可能会有所不同，具体信息需要参考器件的数据手册。

通过这种方式，AD7190BRUZ-REEL可以实现低噪声可编程增益级，使得小幅度的信号可以直接连接到ADC，提高了系统的噪声性能和信号处理能力。