1、概述
AD7787是ADI公司推出的适用于低频丈量的低功耗、低噪声、双通道、24位Σ-Δ模数转化器。它运用片内时钟电路作业，因而无需用户供给时钟源。AD7787的数据输出速率可由软件设置，这一特性使其转化速率可在9.5Hz～120Hz之间改变。该芯片选用10脚MSOP封装，十分适合用需求高分辨率、低功耗的便携式仪器、温度丈量、传感器丈量、称重仪等。
AD7787的主要特点如下：
●可在2.5V～5.25V电压规模内作业。正常形式下的最大作业电流为75μA，掉电形式下为1μA；
●9.5Hz转化速率下的RMS噪声为1.1μV；
●22位有用分辨率时的峰峰值分辨率为19.5位；
●内部非线性度：3.5ppm；
●具有50Hz和60Hz同步按捺功用；
●具有内部时钟振荡器和VDD监控通道；
●内含轨至轨输入缓冲器；
●带有三线制串行接口，与SPI、QSPI、MICROWIRE及DSP兼容；
●作业温度规模为-40～+105℃。
2、引脚摆放及功用
AD7787的引脚摆放如表1所示。
3、作业原理
AD7787的内部结构功用框图如图2所示。它内部集成了一个Σ-Δ调制器、一个缓冲器和一个片内数字滤波器。数字滤波器的主要功用是供给正常形式按捺。在16.6Hz默许转化速率条件下，它能供给50Hz和60Hz的同步按捺。AD7787选用内部时钟电路作业，因而无需外接时钟源。时钟频率以2、4、8因子分频后运用于调制器和滤波器，然后可下降芯片的功耗。当选用5V单电源供电、缓冲器使能且时钟以最大速率作业时，AD7787的功耗电流最大仅为160μA。
AD7787有5个片内寄存器：通讯寄存器、状况寄存器、形式寄存器、滤波器寄存器和数据寄存器。一切对AD7787的设置和操控都是经过这些寄存器来完结的。
AD7787具有三种作业形式，分别为：单转化形式、接连转化形式和接连形式。
3.1 单转化形式
单转化形式时的转化时序如图3所示。此形式下，AD7787在转化期间被置于封闭形式。经过将形式寄存器的MD1方位1、MD0方位0可完结单转化初始化。AD7787上电后首要履行单转化形式，然后回来到封闭形式。此转化需2个ADC时钟周期。转化完结后，DOUT/RDY变低。数据字从数据寄存器读出后，DOUT/RDY变高。而假如CS为低电平，则DOUT/RDY将坚持高电平直到另一次转化被初始化并完结。实际上，假如有必要，即便DOUT/RDY现已变为高电平，仍可对数据寄存器进行几回读操作。
3.2 接连转化形式
图4所示是接连转化形式的时序。这是上电缺省形式。AD7787进行接连转化时，状况寄存器内的RDY引脚在每次转化完毕后变低。假如CS为低，转化完结后DOUT/RDY线也将变低。用户可经过向通讯寄存器进行写操作来阐明下一个操作是读数据寄存器。一旦SCLK脉冲运用于ADC，数字转化就被置于DOUT/RDY引脚上。读转化时，DOUT/RDY将回来到高电平。若有需求，用户可再读取几回寄存器，但有必要确保数据寄存器鄙人次转化完结前不被拜访，不然新的转化字将会丢掉。
3.3 接连读形式
接连读形式时的转化时序如图5所示。此形式下，当用户向通讯寄存器写入001111XX后，只需为ADC供给适宜的SCLK周期数，体系即可在转化完结后将24位字主动置于DOUT/RDY线。这比每次转化完结后向通讯寄存器进行写操作才干拜访数据更先进。
实际上，当DOUT/RDY变低表明转化完毕时，体系有必要向ADC供给满足的SCLK周期，一起将数据转化置于DOUT/RDY线。而当转化成果被读出时，DOUT/RDY回来到高电平直到下一次转化开端。在此形式下，用户只能对数据进行读操作，且有必要确保数据字鄙人一次转化完毕前被读出。若用户没有鄙人一次转化完毕前读出数据，或许AD7787没有满足的时刻读出，则串行输出寄存器将鄙人一次转化完毕时复位，并保存新的转化成果。经过在RDY引脚变低时刻向通讯寄存器写入001110XX指令可退出接连读形式。在接连读形式下，假如ADC监视器在DIN线上被激活，它将接收到退出接连读形式的指令。别的，若32个接连1出现在DIN线上，则ADC复位，并且DIN一向坚持低电平，直到从头向芯片写指令。
4、 运用中需留心的问题
4.1 模仿输入通道
AD7787缓冲形式下的肯定输入电压规模约束在GND+100mV～VDD-100mV，因而有必要当心设置共模电压防止超出约束而下降AD7787的线性度和噪声功能；非缓冲形式下的肯定输入电压规模为GND-100mV～VDD+30mV，此刻不能监控对地的、小的真双极性信号。别的需求留心的是，因为非缓冲输入通道给驱动源供给了一个动态负载。因而，衔接在输入管脚上的电阻/电容会引起直流增益差错，此差错的巨细取决于驱动ADC输入源的输出阻抗。
4.2 参阅输入
运用参阅输入时应当留心，因为参阅输入或许会发生一个高阻抗动态负载。因而，衔接在输入管脚上的电阻/电容也或许会引起直流增益差错，此差错的巨细取决于驱动参阅输入源的输出阻抗。别的，因为引荐运用的参阅电压源的输出阻抗较低，因而应REFIN引脚上衔接退耦电容，且应以不给体系引进增益差错为准则。经过外部电阻取得的参阅输入电压意味着参阅输入可看作是一个大的外部源阻抗，故此类型电路装备不引荐在REFIN引脚上外接退耦设备。
4.3 接地和布线
AD7787比传统的高分辨率转化器更能按捺噪声搅扰。它的数字滤波器可按捺电源电压上的宽带噪声，并去除来自模仿输入和参阅输入的噪声。但是，因为AD7787的分辨率很高，且发生的噪声十分低，因而要合理规划地线和布线。
规划AD7787印刷电路板时，应将模仿部分和数字部分分隔，并应将其约束在板内确认的区域。一起应将AD7787的GND引脚与体系的AGND相连。在任一布线层，用户有必要留心体系内的电流活动，以确保一切电流的回来途径都尽或许地接近它们抵达目的地所走的途径，以防止数字电流流过板内AGND部分。
为了防止噪声耦合，应在AD7787地点层的下面布一层地线。别的，为下降电源线上的阻抗和削减电源线上的搅扰效应，应将AD7787的电源线尽或许加宽。快速转化信号（如时钟信号）有必要运用数字地将其屏蔽，以防止其向板内的其它部分辐射噪声。此外，还应防止数字信号和模仿信号的彼此搅扰。不同相邻层上的走线不要直角走线，以防止发生馈通噪声。
运用高分辨率ADC时，电源和地的去耦规划是至关重要的。为此供电电源VDD应选用电容旁路技能，选用0.1μF的旁路电容并以尽或许短的途径衔接各相应的电源和地，这样可旁路掉高频成分，一起，还应并联1个10μF的钽电容旁路低频成分。一切的逻辑芯片均应经过0.1μF陶瓷电容来退耦。
5、 运用电路
电池监测中，一般需求丈量电池的电流和电压，详细监控电路如图6所示。图中，电流流经一个100μΩ的电阻器，其值在-200A～+2000A之间改变，该电流的丈量可经过AIN1通道与分流电阻直接衔接来完结。电池电压的改变规模为12V～42V，峰值电压为60V。在它运用于AD7787之前，运用外部电阻网可衰减此电压。因为AD7787自身带有缓冲器，因而，用户可直接将AIN2通道与高阻抗衰减器电路相衔接，而不用忧虑会引进增益差错。
责任编辑：gt
