功能框图
ADC
OUTPUT
DATA
SERIAL
INTERFACE
DIGITAL
FILTER
ENGINE
WIDEBAND
LOW RIPPLE
FILTER
SINC5
LOW LATENCY
FILTER
SPI
CONTROL
INTERFACE
1.8V
LDO
SYNC_IN
1.8V
LDO
BUFFERED
VCM
VCM
AIN1+
CH 1
AIN1–
AIN2+
CH 2
AIN2–
AIN3+
CH 3
AIN3–
AIN4+
CH
4*
AIN4–
AIN5+
CH
5*
AIN5–
AIN6+
CH
6*
AIN6–
AIN7+
CH
7*
AIN7–
AIN0+
CH 0
AIN0–
VCM ×8
PRECHARGE
REFERENCE
BUFFERS
SYNC_OUT
START
RESET
FORMAT1*
FORMAT0
DRDY
DCLK
ST0/CS
PIN/SPI
ST1*/SCLK
DEC0/SDO
DEC1/SDI
AVSS XTAL2/MCLK XTAL1 MODE3/GPIO3
TO
MODE0/GPIO0
FILTER/GPIO4
Σ-Δ
ADC
Σ-Δ
ADC
Σ-Δ
ADC
Σ-Δ
ADC
Σ-Δ
ADC
Σ-Δ
ADC
Σ-Δ
ADC
Σ-Δ
ADC
DOUT7*
AVDD1A,
AVDD1B DGND
AD7768/AD7768-4
IOVDD DREGCAP
REGCAPA,
REGCAPB
AVDD2A,
AVDD2B
REFx+ REFx–
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
DOUT1
14001
-001
DOUT0
DOUT2
DOUT3
DOUT4*
DOUT5*
DOUT6*, DI
N
*THESE CHANNELS/PINS EXIST ONLY ON THE AD7768.
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
×16 ANALOG INPUT
PRECHARGE BUFFERS (P)
图1.
8/4通道24位同步采样
ADC,具备功耗调节功能,110.8 kHz带宽
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
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)
One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106 U.S.A.
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的最新英文版数据手册。
AD7768/AD7768-4
Rev. A | Page 2 of 99
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
AD7768/AD7768-4
Rev. A | Page 3 of 99
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
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
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t
30
参数 .............................................................16
更改表5 ......................................................................................... 17
更改表6的t
30
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
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
AD7768/AD7768-4
Rev. A | Page 4 of 99
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
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
Rev. A | Page 5 of 99
概述
AD7768/AD7768-4分别为每通道集成Σ-Δ型调制器和数字
滤波器的8通道和4通道、同步采样Σ-Δ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。
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)。
AD7768/AD7768-4