AD7862中文资料.docx
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AD7862中文资料
AD7862
特点：
两个快速12－bitADC,4输入通道,同时取样和转化,4us吞吐时间,单电源供电,可选的输入电压范围：
+10VAD7862-10；+2.5VAD7862-3；0-2.5VAD7862-2。
高速并行接口，低能耗60mW，省电模式50uW，对模拟输入有过电压保护，与14位的升级AD（AD7863）兼容。
应用：
AC电动机控制，连续电压供应，数据采集系统，通信。
简要描述：
AD7862是一个高速，低功耗，双12位的A/D转换，单+5V供电。
它包含两个4us的延时的ADC,两个锁存器，一个内部的+2.5V参考电压和一个高速并行输出端口。
有四个模拟输入通道，分为两组，由A0选择。
每一组通道有两个输入（VA1&VA2orVB1&VB2），它们能同时的被采样和转化，保存相对的信号信息。
它可以接受+10v的输入电压范围（AD7862-10），+2.5（AD7862-3）和0-2.5v（AD7862-2）。
对模拟电压输入，具有过电保护功能，相对地，允许输入电压到达+17v，+7v，+7v，而不会造成损害。
一个单独的转换开始信号（/convst）,同时连接在两个锁存器上，可以同时对两路信号开始转化。
BUSY信号，表明转换结束。
这时，两个通道的转换结果可以读出。
在转换完后的第一个读的结果是VA1或VA2通道的数据，第二个读的结果是VA2或VB2通道的数据。
这由选择信号A0是低或高来决定。
当/CS和/RD信号有效时，数据从一个12位的并行数据总线读出。
它遵循传统的dc精确度规定，例如线性，满量程，偏移误差。
它同样还有动态的性能参数，包括谐波失真和信号噪声比率。
AD7862功能模块图
ad7862由模拟器件构成，与coms工艺兼容。
在低电压cmos逻辑双极性电路中，这种混合的技术联合使得它更加精确。
它时28脚封装，DIP,SSOP,SOIC。
产品介绍：
1.AD7862的特点是有两个ADC功能，允许同时采样和转化两个通道的模拟量。
每一个ADC有两个输入通道。
对每一个通道的转化结果在开始转化后的3.6us后是有效的。
2.AD7862由单+5v电压供电，功率为60mW。
具备自动的节电功能，一旦转换完成，它能自动进入节电模式工作，并且在下一次开始转换时唤醒，这使得电源的利用较理想，应用方便。
3.它提供一个高速的并行的输出端口，从而很容易和微处理器或数字信号处理器相连
4.它提供三种形式的芯片，根据不同的模拟输入电压。
AD7862-10提供标准的工业输入电压范围为-10v--+10v，AD7862-3提供普通的信号处理输入电压范围为-2.5v--+2.5v，而AD7862-2只能用在单极性的电压范围0—2.5v的应用。
5.它的延时非常短，可以匹配两个输入锁存器的速度
管脚图
1
2
3-6
7
8
9-15
16
17
18
19
20
21
22
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28
NC
DB11
DB10-DB7
DGND
/CONVST
DB6-DB0
AGND
VB2
VA2
VREF
A0
/CS
/RD
BUSY
VDD
VA1
VB1
AGND
NC
没有连接
数据位11（MSB）。
三态TTL输出。
输出的代码是二进制的补码对AD7862-10,AD7862-3.输出的代码是直接的二进制的是AD7862-2
数据位10—数据位7，三态TTL输出
数字地，数字电路的参考地
转换开始信号，逻辑输入，这个管脚的电平从高到低的变化，两个锁存器将锁存信号，并且对两个通道开始转换
数据位6—数据位0,三态TTL输出
模拟地，锁存和选通的的参考地，DAC电路的参考地
B通道的2号输入管脚，+10v的输入电压范围（AD7862-10），+2.5（AD7862-3）和0-2.5v（AD7862-2）
A通道的2号输入管脚，+10v的输入电压范围（AD7862-10），+2.5（AD7862-3）和0-2.5v（AD7862-2）
参考输入和输出。
这个管脚和内部的参考电压通过一系列的电路相连，也是模数转换的的输出参考源。
表面上的参考电压是2.5v，并且显示在管脚上
多路选择，这个管脚和/RD/CS的有效用来数据的输出使能。
A0为低的话，转化后的读的数据是VA1VA2
A0为高的话，读的数据是来自VB1,VB2。
芯片的片选，逻辑低有效，当它有效时芯片被选中
读输入，低逻辑输入有效。
这个管脚和A0/CS一起用来使输出数据有效。
A0为低的话，转化后的读的数据是VA1VA2
A0为高的话，读的数据是来自VB1,VB2。
忙输出。
在/CONVST的下降沿被触发为高电平，并且保持高直到转换完成。
模拟和数字正电压，+5.0v+5％
A通道的1号输入管脚，+10v的输入电压范围（AD7862-10），+2.5（AD7862-3）和0-2.5v（AD7862-2）
B通道的1号输入管脚，+10v的输入电压范围（AD7862-10），+2.5（AD7862-3）和0-2.5v（AD7862-2）
模拟地，锁存和选通的的参考地，DAC电路的参考地
没有连接
管脚功能描述
管脚
标号
描述
AD7862术语
信号噪声比
这是衡量A/D转换输出时的信号噪声比率的。
信号的基本特征是幅度。
除直流之外，噪声是所有的不是采样信号的剩下信号的一半。
比率由数字处理过程中的量化水平的数目来决定。
量化水平越高，噪声越小。
对一个理想的n位的A/D转换，当正弦波输入时，理论上的信号比率（噪声+失真）为：
因而对一个12位的A/D转换，它是74db总的谐波失真。
总的谐波失真（THD）是总的谐波和有用信号的比率。
对于AD7862，它被定义如下：
这里V1是信号的幅度，V2V3V4和V5是从第二到第五的谐波幅度。
最大谐波或伪噪声
最大谐波或伪噪声被定义为下一个最大的AD输出频谱成分（接fs/2和排除直流）和基础值之比。
通常地，说明书上的值即为最大的谐波频谱值，但是有时候谐波会隐藏在噪声层，它将会削弱噪声。
互调失真
输入由两个频率的正弦波组成，fa和fb，任何有效的器件将会引起非线性失真，得到的频率为：
mfa+nfb，这里m，n＝0，1，2，3等等。
互调期间，m和n都不等于0。
例如，二次互调为fa+fb和fa-fb，三次互调为2fa+fb，2fa-fb，fa+2fb和fa-2fb。
AD7862测试时用的是CCIF标准，这里两个输入频率接近输入带宽的顶部。
在这种情况下，第二和第三互调为不同的意义。
第二次通常为原始正弦波频率的值。
然如第三次通常为输入频率的接近值。
这样，第二次和第三次被单独的说明。
互调失真的计算是按THD规范的。
通道和通道的隔离
通道和通道的隔离是通道之间的干扰水平的测量。
测量它时，用一个满刻度的100khz正弦波信号，分别加入到四个通道。
这样，另外三个通道的输入都接地。
这样AD的输出可以测量出另外通道干扰的情况。
图表给出了四个通道的最坏情况。
相对精确度
相对精确度或终点非线性是最大的和AD转换函数的距离。
微分非线性
测量值和理想的1LSB（两个相邻代码的变化）的差别
正的满程错误
最后一个代码转换（01111…0到011…111）和理想的4*VREF-3/2LSB（AD7862-10,+10V范围）或VREF-3/2LSB（AD7862-3,+2.5V范围）的差，这在双极偏移误差被调整过后测量的。
正的满程误差（AD7862-2,0V-2.5V）
最后一个代码转换（01111…0到011…111）和VREF-3/2LSB的差，这在双极偏移误差被调整过后测量的。
双极零点误差（AD7862-10,+10V,AD7862-3,+2.5V）
这是转换时AGND和-1/2LSB的差
单极偏移误差（AD7862-2,0V-2.5V）
这是第一个代码转换（000…0000-00…0001）和理想的AGND+1/2LSB之间的差
负的满程误差（AD7862-10,+10V;AD7862-3,+2.5V）
这是第一个转换代码（10…0000-10…001）和理想的-4*VREF+1/2LSB（AD7862-10,+10V范围）或-VREF+1/2LSB（AD7862-3,+2.5V范围）的差，这在双极偏移误差被调整过后测量的。
采样保持获取时间
采样保持获取时间是采样保持器采样到输出它的最终值的需要的时间，在转换后（采样保持器返回采样模式），误差在+1/2LSB范围内。
它同样适合于这种情形，当有改变在输入通道的选择发生时或有一个输入电压的输入改变当选择AD7862的输入VAX/BX时。
这样意味着用户必须等待采样保持获取时间过后才能做改变，在转换的结尾或通道改变，输入改变到VAX/BX后，才能开始另一个转换，以确保这部分正常工作。
AD7862转换细节
AD7862是一个高速，低功耗，双12位的A/D转换，+5v电源供电。
它包括两个大约4us转换的ADC，两个采样保持器，一个内部的+2.5v参考和一个高速并行端口。
有四个模拟输入通道，分为两组，由A0选择。
每一组通道有两个输入（VA1&VA2orVB1&VB2），它们能同时的被采样和转化，保存相对的信号信息。
它可以接受+10v的输入电压范围（AD7862-10），+2.5（AD7862-3）和0-2.5v（AD7862-2）。
对模拟电压输入，具有过电保护功能，相对地，允许输入电压到达+17v，+7v，+7v，而不会造成损害。
AD7862有两个工作模式，高速采样模式和自动睡眠模式，当一次转换完成时，它自动进入睡眠模式。
在时序和控制部分，有更详细的对它的工作模式的讨论。
当/CONVST脉冲输入时，AD7862转换开始。
在/CONVST的下降沿，两个采样保持器同时锁存通道的输入模拟电压，并且两个通道同时开始转换。
它的转换时钟是由内部的振荡电路产生的。
BUSY信号表明转换的结束，在这时两个转换通道的结果是有效的，可以读出。
第一个读的结果是VA1或VB1，第二个读的结果是VA2或VB2，这由多路选择信号A0是低或高来决定。
当/CS和/RD有效时，数据可以从12位的数据总线上读出。
AD7862的转换时间在高速采样模式时是3.6us（自动睡眠模式时是6us），采样保持的获取时间是0.3us。
为了得到最好的效果，读操作不应当发生在转换期间或进入下一次开始转换前的300ns内。
这样能使AD7862的转换速度达到250khz。
采样保持部分
AD7862的采样保持器保证AD对全部范围的正弦波输入的转化很精确，转换成12位的数字量。
采样保持器的输入带宽比AD的还要大，即使AD在最高速度转换使也只有250KHZ（例如，采样保持器能处理输入频率超过125khz的信号。
）
采样保持器获取输入信号到12位的数字量输出的时间要少于400ns。
采样保持操作对用户来说是透明的。
在/CONVST的下降沿，两个采样保持器同时采样它们各自的输入通道。
采样保持的延时一般为15ns（即在外部的/CONVST信号到来和采样保持器开始保存数据的时间）。
更重要的是，它能很好的与两个采样保持器匹配和器件到器件的匹配。
这样精确地保存了不同通道输入的相对信息。
它可以允许多个AD7862同时采样超过两个通道的输入。
在转换结束，它返回跟踪模式。
采样保持器的获取时间从这一点开始。
参考部分
AD7862包含一个单个的参考源管脚，标号为VREF，它提供自己的+2.5v的参考源电压通道或者外部的+2.5v参考源电压。
这个详细的叙述见+2.5v的参考源电压部分。
参考源的错误将导致AD7862的转换的结果错误，和这部分的满度错误。
在AD7862-10和AD7862-3中，它将也导致一个偏移的错误到转化结果当中。
AD7862包含一个芯片内部的+2.5v的参考电压。
当用这个作为参考源时，简单地连接一个0.1uf的陶瓷电容在VREF和AGND管脚当中就可以了。
这时应用在AD7862的参考电压是内部缓冲区的电压。
如果AD7862需要用外部的参考电压，这部分有一系列的FET开关在缓冲区，从而切换成外部的参考源输出，这样的话它将带来3k的输出电阻。
在25度时内部参考的波动范围是+10mv，典型的温度系数是25ppm/度和由温度导轮大最大的波动电压是+25v。
如果应用需要很小的波动的参考源或AD7862需要被用在系统的参考时，用户这时可以连接一个外部的参考到VREF管脚上即可。
外部的参考将有效而内部的参考没有效，它提供AD的参考源。
参考输入在被应用到AD之前被放到缓冲区去，允许的最大的输入电流为+100uA。
对AD7862的适配的参考源包括AD680,AD780和REF43精确的+2.5v参考。
电路描述
模拟输入部分
AD7862有三种型号，AD7862-10,它用在+10v输入电压范围，AD7862-3，它用在+2.5v输入电压范围，AD7862-2，它用在0--+2.5v输入电压范围。
图3表明的是AD7862-10和AD7862-3的模拟输入部分。
AD7862-10的模拟输入范围为+10v，输入阻抗典型值为33k。
AD7862-3的模拟输入范围为+2.5v，输入阻抗典型值为12k。
输入不会有动态的电流，因为采样保持器的输入阻抗非常高。
对AD7862-10，R1=30k,R2=7.5k,和R3=10k。
对AD7862-3,R1=R2=6.5k和R3开路。
对AD7862-10和AD7862-3，转化的代码是连续的整数个LSB的值（例如:
1LSB,2LSB,3LSB...）。
输出代码是二进制的补码形式，1LSB＝FS/4096。
AD7862-10和AD7862-3理想的输入和输出转换关系如表一所示：
AD7862-2的模拟输入部分没有偏置电阻，VAX/VBX管脚直接驱动输入到多路采样保持器电路。
模拟输入范围为0--+2.5v，高阻抗输入，输入电流少于500nA。
这个输入没有动态的电流输入。
转化的代码是连续的整数个LSB的值，输出的代码是直接的二进制，1LSB＝FS/4096＝2.5v/4096=0.61MV。
AD7862-2理想的输入和输出转换关系如表二所示：
偏移及满刻度的调整
在大部分的数字信号处理（DSP）应用中，对于系统的性能，偏移及满刻度错误只有一点点或没有影响。
在模拟领域，偏移错误通常能被消除，只要通过ac耦合就可以了。
满刻度误差是线性的影响结果，只要输入信号在AD的满度动态范围之内就不会造成问题。
经常是，一些应用将需要输入的信号超越满度的动态范围。
在这种应用中，偏移和满度误差将被调整为0。
图4所示的电路，能被用在AD7862-2的调整偏移和满度误差的场合（AD7862-10中的VA1仅仅只作为例子的目的）。
当需要调整时，偏移误差必须将先于满度误差被调整。
当输入电压低于1/2LSB时，AD7862的模拟输入的这部分将被消除。
整个过程如下：
若一个电压为-2.44mv（-1/2LSB），在VA1（见图4），调整输出的偏移电压代码从111111111111到000000000000。
这样，输出的代码能被调整为第一个代码（ADC负满程）输出或最后一个代码（ADC正满程）输出。
这两种情况的调整过程如下所示：
正满程校准
如一个电压为+9.9927v（FS/2—3/2LSB）在VA1处。
调整R2直到AD输出的代码在011111111110和011111111111之间变化为止。
负满程校准
如一个电压为-9.9927v（-FS+1/2LSB）在Va1。
调整R2直到AD输出的代码在100000000000和100000000001之间变化为止。
可以选择的方案调整系统满程误差，用一个外部的参考源去调整VREF管脚的电压，直到每一个通道的满程误差都调整完。
一个通道的满程误差调整比较好了，将保证对另外的通道的满程误差小。
时序和控制
图5a是AD7862的最佳性能的时序控制图。
在时序图中，一个转换在/CONVST的下降沿开始。
这时两个锁存器同时锁存两个通道的模拟量，在3.6us之后，转换完成，AD7862的输出寄存器的数据是有效的。
BUSY信号指示转换的结束，这时两个通道的转化的结果是有效的，可以去读。
下一个转化然后开始，如果多路选择器A0是低电平，那么转化后的第一次和第二次读的结果是A通道的模拟量。
在A0为高电平时，转换后的数据是B通道的模拟量。
A0的状态在/CONVST为高时可被随时改变，锁存器在下一个/CONVST的下降沿前400ns锁存A0信号。
当/CS和/RD有效时，数据可从12位的并行数据总线上读出。
读操作由一个/CS负脉冲和两个/RD负脉冲组成（当/CS有效时），获得两个12位的数据。
一旦读操作发生，下一个/CONVST的下降沿必须在300ns后开始，这样使下一个转换最优化。
用内部最大的时钟频率（3.7mhz），它的可完成的吞吐率是3.6us（转化时间），100ns读时间，获取时间0.3us。
获取结果的最小时间为4us（等价为吞吐频率为250khz）。
读选择
单独的读操作被描述和显示在图5a中，另外的/CS和/RD信号一起能读出不同的通道输入。
在图5b到5d中，显示的是适当的信号联合操作情况：
工作模式
工作模式1（高采样模式）
时序图5a是工作模式1最适宜的工作模式，当/CONVST的下降沿启动转换和和让采样保持器进入保持模式。
这个/CONVST的下降沿同样导致BUSY信号变高去暗示转换发生。
当转换完成，BUSY信号变低，这个在/CONVST的下降沿后最大时间为3.6us，一个新的数据转换完成，从而变成有效的，放在AD7862输出的锁存器里。
读操作可以访问这个数据。
如果多路选择器选择A0是低，在第一次转换后的第一次和第二次读脉冲获取的结果是A通道的数据（VA1和VA2）。
如果多路选择器选择A0是高，在第二次转换后的第三次和第四次读脉冲获取的结果是B通道的数据（VB1和VB2）。
用/CS和/RD两个信号有效来读取12位的并行数据总线上的数据。
这个数据读操作由/CS负脉冲和/RD负脉冲组成，这样重复两次将获得两个12位的结果。
对最快的吞吐率（用内部的3.7MHZ时钟），读操作将发生10ns。
读操作必须完成在下一次/CONVST的下降沿的到来的前3000ns，这样总队转换的时间为4us（等于250khz）。
这种工作模式应当用在高速采样场合。
工作模式2（转换后自动睡眠）
时序图6是工作模式2最适宜的时序,这里它自动的进入睡眠模式,一旦转换后BUSY信号变低,在下一次转换开始时唤醒.一直保持/CONVST信号低到第二次转换结束，然而它在工作模式1时在第二次转换结束后为高。
图6显示的是在自动睡眠模式怎样获得A通道和B通道的数据。
也可以建立时序去获得通道A和B的数据（看前面章节的读操作），然后进入自动睡眠模式。
/CONVST信号的上升沿会唤醒它。
当用一个外部当参考时唤醒时间是2.5us，当用内部参考唤醒时间是5ms。
一旦/CONVST信号变低，这时采样保持器进入保持模式。
此后3.6us转换开始，从/CONVST信号低上升沿到转换完成的总的时间为6us（外部参考，内部参考为5.0035ms），这表明BUSY信号变低了。
自从/CONVST信号的上升沿到唤醒的时间为2.5us，转化将花掉超过6us的时间（2.5us的唤醒时间+3.6us的转换时间），这是从/CONVST的上升沿开始的，显示在图标中了。
因为采样保持器在/CONVST的下降沿进入保持模式，转换在3.6us后不能被完成。
在这种情况下，BUSY信号将是转换完成的最好指示。
尽管它在睡眠模式，数据仍然可以从它里面读出。
读操作和工作模式1一样，也必须被完成在下一个/CONVST信号的下降沿前的300ns。
从而让采样保持器有足够的建立时间。
当它转换是在一个低的速率下，这种模式非常有用。
和工作模式1相比，电源消耗将会明显的减少。
动态特性
AD7862已经被详细的说明和100％的测试了其动态性能及传统的直流特性，例如整体和部分的非线性。
在信号处理应用中，交流特性是必需的，例如锁相，调整滤波和频谱分析。
这些应用需要输入信号的光谱内容在AD的影响的信息。
因此，AD7862的参数被详细的说明，包括SNR,谐波失真，互调失真和最大噪声。
这些内容在下面的部分将被详细的讨论。
信噪比（SNR）
SNR是ADC输出的标准信号噪声比率。
这是衡量A/D转换输出时的信号噪声比率的。
信号的基本特征是幅度。
除直流之外，噪声是所有的不是采样信号的剩下信号的一半。
比率由数字处理过程中的量化水平的数目来决定。
量化水平越高，噪声越小。
对一个理想的n位的A/D转换，当正弦波输入时，理论上的信号比率（噪声+失真）为：
因而对一个12位的A/D转换，它是74db
图7是一个柱状图，显示的是一个直流输入电压的情况下，8192个转换的图表，AD7862用的是5v电压供电。
模拟输入的电压得到的代码设置在代码的中间位置。
这样能看到所有的代码显示在一个柱型上，这表明ADC的噪声性能非常好。
相同的数据显示在图8中，正如图7所示的除了在这种情况下的输出在器件转换期间读的数据之外。
这个会对噪声产生影响，增加了AD7862的噪声产生。
现在这个柱状图是8192次转换的相同的直流输入。
显示一个大的展开的代码。
依转换过程中的连续时钟的不同，影响会改变的。
在读和转化时，当在转换完成后再读，这样相同水平性能是有可能的，取决于连续时钟和实验点的关系。
ADC的输出频谱可以通过一个非常低失真的正弦信号输入到VAX/BX来测量，用245.76khz的采样频率来采样。
当SNR数据获得时，可以采用一个快速傅立叶变换（FFT）来得到。
图9显示的是一个典型的2048点的FFT，AD7862的输入信号是10khz，采样率是245.76khz。
这个图上的SNR值是72.95db。
应当指出的是，当计算SNR时，声噪也应被包括在计算之内。
等式1给出的公式，叙述的是SNR和位的数目的关系。
重写公式在等式2中，它提供了一种得到有效位数目的表达式的测量：
一个器件的有效位数目能被它的测得的SNR值直接计算出来。
图10显示的是一个典型的有效位数目的图，AD7862BN相对的采样率是245.76khz。
有效位数目从11.6下降到10.6，对应的SNR从71.59db变化到65.57db。
总的谐波失真
总的谐波失真（THD）是总的谐波和有用信号的比率。
对于AD7862，它被定义如下：
这里V1是信号的幅度，V2V3V4和V5是从第二到第五的谐波幅度。
THD同样可从ADC的输出频谱的FFT得到。
互调失真
输入由两个频率的正弦波组成，fa和fb，任何有效的器件将会引起非线性失真，得到的频率为：
mfa+nfb，这里m，n＝0，1，2，3等等。
互调期间，m和n都不等于0。
例如，二次互调为fa+fb和fa-fb，三次互调为2fa+fb，2fa-fb，fa+2fb和fa-2fb。
AD7862测试时用的是CCIF标准，这里两个输入频率接近输入带宽的顶部。
在这种情况下，第二和第三互调为不同的意义。
第二次通常为原始正弦波频率的值。
然如第三次通常为输入频率的接近值。
这样，第二次和第三次被单独的说明。
互调失真的计算是按THD规范的。
在这种情况下，输入由两个相同振幅，低失真的正弦波组成。
图11显示的是一个AD7862典型的IMD图。
最大的谐波和伪噪声
最大谐波或伪噪声被定义为下一个最大的AD输出频谱成分（接fs/2和排除直流）和基础值之比。
通常地，说明书上的值即为最大的谐波频谱值，但是有时候谐波会
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