AD7606, AD7705 или AD7124 — какой АЦП заказывать?

Три разных принципа оцифровки

SAR — это преобразователь последовательного приближения: он оцифровывает сигнал по разрядам сравнения, и каждый отсчёт занимает фиксированное короткое время. Сигма-дельта работает иначе: она непрерывно интегрирует вход и на выходе digital-фильтр формирует код с усреднением, поэтому время одного измерения получается большим, зато разрешение выше и шум при интегрировании падает. Отсюда и разница в применимости: SAR — быстрый канал, сигма-дельта — точный и медленный канал.

AD7606: восемь каналов и одновременная выборка

Главная особенность AD7606 — восемь входов, которые оцифровываются одновременно, а не по очереди через мультиплексор. Для трёхфазного измерения напряжений, для восьми термопар или для нескольких датчиков с быстро меняющимся сигналом это принципиально: если каналы снимать последовательно, между отсчётами проходит время и фазы уже не совпадают.

Входы истинно биполярные: ±10 В и ±5 В, и входные зажимы выдерживают перенапряжение до ±16,5 В. Входное сопротивление 1 МОм, на входе стоит фильтр второго порядка со срезом 22 кГц и подавлением 40 дБ на частоте 200 кГц. Источник 2,5 В встроенный, есть интерфейс SPI, а допустимое напряжение на выводах — 7 кВ по ESD, что для промышленной платы существенно.

AD7705: 16 бит и 1 мВт

AD7705 — это про энергетику. При питании 3 В он потребляет около 1 мВт, в режиме ожидания уходит в 8 мкА, а в выключенном состоянии — в единицы микроватт. При этом разрешение 16 бит, есть программируемое усиление 1–128 и дифференциальный вход опорного напряжения, что снимает ошибку смещения источника.

Расплата — скорость: 20–500 отсчётов в секунду. Для измерения температуры, давления, уровня или веса этого достаточно с запасом, но за такое время сигнал на входе успевает измениться, поэтому AD7705 не подходит для вибрации, звука или быстрых переходных процессов. Есть автокалибровка и системная калибровка, трёхпроводный последовательный интерфейс с триггером Шмитта на тактовом входе.

AD7124: 24 бита, PGA и срез 50/60 Гц

AD7124 — старший из трёх. Разрешение 24 бита, усиление до 128 при шуме 24 нВ rms в режиме усиления 128 и 1,17 отсчёта в секунду; в полном режиме питания 9,4 отсчёта в секунду и 23 нВ rms. Один корпус — 32-выводный LFCSP 5×5 мм — и при этом цифровая и аналоговая части питаются раздельно: аналоговая от 2,7 до 3,6 В или ±1,8 В, цифровая от 1,65 до 3,6 В, что удобно, когда цифровая часть питается от 1,8 В.

Отдельная ценность прибора — фильтры: sinc3, sinc4, быстрое установившееся сглаживание и пост-фильтр, плюс аппаратное подавление помехи 50 и 60 Гц при скорости 25 отсчётов в секунду. Для термопар, мостов и датчиков давления это снимает отдельную проблему: сетевая наводка на 50 Гц не попадает в результат. Есть восемь конфигураций каналов, автоматический секвенсор до 16 каналов, внутренний источник тока для возбуждения датчиков, диагностика обрыва и режим SIL.

Разрядность — не равно точность

Заявленные 24 бита у AD7124 не означают, что в узле получится 24 бита точности. Реальную точность определяют три вещи: разрядность источника опорного напряжения, шум при данном усилении и разрядность выходного интерфейса. Встроенный источник AD7124 дрейфует не хуже 10 ppm/°C, но внешний источник с лучшей стабильностью даст лучший результат, — и на 24-битном приборе это уже заметно.

То же самое касается цены ошибки: 16 бит у AD7705 при усилении 1 и хорошем опорном напряжении дают измерение с погрешностью порядка 0,003 % нелинейности, чего для моста или термопары достаточно. Покупать 24-битный прибор ради разрядности там, где шумит сам сигнал, — деньги, потраченные впустую.

Что учесть при заказе

• Сначала определять принцип: быстрый и многоканальный вход — SAR (AD7606), медленный и точный — сигма-дельта (AD7705, AD7124).
• Проверять диапазон входа: AD7606 работает с биполярными ±10 В и ±5 В, а AD7705 и AD7124 — с однополярными или дифференциальными сигналами уровня милливольт.
• У AD7124 раздельное питание аналоговой и цифровой части — при 1,8 В логике это отдельный вопрос к разводке.
• Учитывать корпус: 64-выводный LQFP 10×10 мм у AD7606, 32-выводный LFCSP 5×5 мм у AD7124 и 16-выводные DIP, SOIC и TSSOP у AD7705 ставятся на разные посадочные места.
• Для AD7606 помнить про одновременную выборку: мультиплексор в других приборах этой серии не даёт её и для трёхфазных измерений не подходит.
• Проверять температурный диапазон: у AD7606 он от −40 до +85 °C, у AD7124 — до +125 °C.

Частые вопросы

• Чем AD7606 отличается от AD7124 — первое это 8-канальный быстрый преобразователь с биполярными входами ±10 В, второе 24-битный медленный преобразователь для мостов и термопар.
• Можно ли использовать AD7705 вместо AD7124 — да, если хватает 16 бит и 500 отсчётов в секунду, при этом ток потребления у него заметно меньше.
• Зачем AD7124 два питания — чтобы аналоговую часть запитать от 3,3 В, а цифровой интерфейс — от 1,8 В, и не терять при этом точность.
• Подойдёт ли AD7606 для термопар — нет, у него вход ±5 В, а термопары дают милливольты: нужен усилитель и сигма-дельта с PGA.
• Есть ли у вас эти преобразователи — пришлите число каналов, диапазон входа, требуемую скорость и разрешение; подберём по этим параметрам.

Чем полезен такой заказ через нас

Преобразователь выбирают по всей цепочке: диапазон входа, усиление, скорость, разрешение и интерфейс. Расхождение хотя бы в одном пункте означает либо переплату за избыточность, либо прибор, который не снимет нужный сигнал. Мы сверяем заказанное обозначение с параметрами производителя и с фактическим состоянием поставки, а при несовпадении предлагаем совместимую позицию и прямо пишем, чем она отличается.