AD7715在精密分析儀器中的應用研究

摘要：新型高集成度∑-ΔADC正在得到越來越廣泛的應用。這種ADC只需極少外接元件就可直接處理微弱信號，僅適合嵌入式系統的應用，也適合應用在很多測量分析儀器中，取代傳統的A/D轉換器。本文通過對∑-Δ系列ADC和積分式以及逐次逼近式ADC的比較，以AD7115為實例說明這種取代的可行性。

    關鍵詞：∑-Δ技術 AD7715 分析儀器 三線制串口

引言

AD7715模數轉換器是美國模擬器件公司（ADI）出品的采用和差轉換技術（∑-Δ技術）的系列ADC之一。該系列A/D轉換器均由信號緩沖、可編程增益放大、∑-Δ調制器、數字濾波、三線串行接口等幾部分組成，在性能、通道數、功耗等指標上有差別。傳統的討論局限于將此類ADC應用到手持儀器、工業儀表、DSP設備等便攜式系統中，以發揮其小體積、低功耗的特點。而在比較大的系統，例如高嚴謹分析儀器（如醫用生化類儀器和化學成分測量儀器）中，還是偏愛傳統的逐次比較或雙積分ADC。在我們以前設計的兩種智能儀器當中，涉及到高阻低頻信號的測量時，曾使用過AD574和ICL7109。經過認真的分析，我們在其后的改型產品中，大膽使用了單通道的AD7715作為替換，考慮到成本以及我們所需要的通道數目，我們沒有使用AD公司的∑-Δ系列中的多通道產品，因為AD7715的指標已經很好了。

這種嘗試取得了很好的效果，它不僅簡化了電路，縮小了面積，提高了分辨率，而且在抗干擾能力上不遜于雙積分式的7109；在量程處理和輸入信號的阻抗要求上雙比逐次逼近式的574靈活方便。轉換速度其實也是可變的，其滿足精度要求后的速度雖然和574不是一個數量級，但遠比7109快，足以滿足系統的轉換頻率要求。其唯一的缺點是，物理接線簡單的三線制串行數據接口造成數據處理和程序調試的麻煩，不過和其顯著的優點相比，這點困難是值得克服的。

1 ∑-Δ技術和AD7715簡介

1.1 ∑-ΔADC工作原理

∑-Δ也稱為增量調制型轉換技術，和普通的模數轉換原理不同，∑-Δ技術本身就采用了數字技術。使用∑-Δ技術的器件都具有數字系統所普遍具備的高可靠性、高穩定性的優點。

∑-Δ模數轉換器中的模擬部分非常簡單（類似于一個1位ADC），而數字部分要復雜得多。由于更接近于一個數字器件，∑-Δ模數轉換器的制造成本很低廉。

簡單地說，∑-ΔADC以很低的采樣分辨率（1位）和很高的采樣速率將模擬信號數字化。通過使用采樣、噪聲整形和數字濾波等方法增加有效分辨率，然后對ADC輸出進行數字濾波和采樣抽取以降低有效采樣速度，使之符合分辨率和帶寬的要求。

∑-ΔADC主要由∑-Δ調制器、數字濾波和采樣抽取等幾部分組成，如圖1所示。

調制器本質上是一個高速低精度（1位）的AD

[1] [2] [3] [4] [5] 

【AD7715在精密分析儀器中的應用研究】相關文章：

精密激光焊接在航空工程的應用研究05-02

精密空調·什么是精密空調04-26

精密04-30

GPS在海洋精密定位及水深測量中的應用05-02

深入探討精密水準測量中的誤差04-30

精密水泵04-30

《光學精密工程》在知識創新體系中的作用04-26

RTK在控制測量中的應用研究04-28

SVG技術在WebGIS中的應用研究04-27

GIS在應急預案中的應用研究05-03