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Σ-Δ ADC的原理与应用

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简介：
《Σ-Δ ADC的原理与应用》一文深入探讨了Sigma-Delta模数转换器的工作机制及其在现代信号处理中的广泛应用，包括通信、音频和测量领域。 MAX1403是一款高性能的18位过采样ADC芯片，采用∑-Δ调制器及数字滤波技术实现高达16位精度的数据转换。该器件支持通过调整数字滤波因子来提高输出数据速率，并允许降低分辨率以适应不同应用需求。它提供三个独立可编程增益（范围为1V/V至+128V/V）的真差分输入通道，能够补偿直流失调电压并确保高精度测量。 此外，MAX1403还配备两个额外的校正通道用于修正增益和失调误差。该芯片可以处理所有类型的输入信号并通过串行数字接口输出转换结果。内置的数字滤波器能有效去除线路频率及其谐波的影响，从而提供纯净的数据流。其主要特性包括： - 18位分辨率； - 包含八个寄存器； - 具备低功耗性能；

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  • Σ-Δ ADC的原理与应用
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    《Σ-Δ ADC的原理与应用》一文深入探讨了Sigma-Delta模数转换器的工作机制及其在现代信号处理中的广泛应用，包括通信、音频和测量领域。 MAX1403是一款高性能的18位过采样ADC芯片，采用∑-Δ调制器及数字滤波技术实现高达16位精度的数据转换。该器件支持通过调整数字滤波因子来提高输出数据速率，并允许降低分辨率以适应不同应用需求。它提供三个独立可编程增益（范围为1V/V至+128V/V）的真差分输入通道，能够补偿直流失调电压并确保高精度测量。 此外，MAX1403还配备两个额外的校正通道用于修正增益和失调误差。该芯片可以处理所有类型的输入信号并通过串行数字接口输出转换结果。内置的数字滤波器能有效去除线路频率及其谐波的影响，从而提供纯净的数据流。其主要特性包括： - 18位分辨率； - 包含八个寄存器； - 具备低功耗性能；
     
  • Σ-Δ模数转换器(ADC)的工作原理
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    简介：本文介绍了Sigma-Delta（Σ-Δ）模数转换器的基本工作原理，包括其核心架构、调制过程以及数字滤波技术。适合对数据采集系统感兴趣的读者阅读。 本段落深入探讨了模/数转换器（ADC）的工作原理，并特别关注了一些难以理解的数字概念，如过采样、噪声整形以及抽样滤波。此外，文章还介绍了Σ-Δ转换器的各种应用。
     
  • STM32单片机驱动AD7124 24位Σ-Δ ADC源码.zip
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    本资源提供STM32微控制器与AD7124-24位Sigma-Delta模数转换器接口的完整源代码，适用于高精度数据采集系统开发。 AD7124 24位Σ-Δ型ADC STM32单片机驱动程序源码可供学习及设计参考。 ```c int32_t AD7124_NoCheckReadRegister(ad7124_device *device, ad7124_st_reg* pReg) { int32_t ret = 0; uint8_t buffer[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}; uint8_t i = 0; uint8_t check8 = 0; uint8_t msgBuf[8] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}; if(!device || !pReg) return INVALID_VAL; /* 构建命令字 */ buffer[0] = AD7124_COMM_REG_WEN | AD7124_COMM_REG_RD | AD7124_COMM_REG_RA(pReg->addr); /* 从设备读取数据 ```
     
  • 基于AD7190 Σ-Δ型ADC的单片机与DSP精密电子秤设计
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    本项目提出了一种利用AD7190 Σ-Δ型ADC芯片结合单片机和DSP技术，实现高精度测量的电子秤设计方案。 本段落探讨了基于AD7190的24位超低噪声Σ-Δ型ADC在单片机与DSP中的应用，用于设计精密电子秤。该芯片集成了内部PGA（可编程增益放大器），简化了复杂的设计流程，并提供了从4.7Hz到4.8kHz的数据输出速率范围，适用于不同速度的称重系统。 电路设计中，AD7190可以直接连接至负载细胞，仅需少量外部元件如模拟输入和EMC目的的滤波电容。来自传感器的低水平信号在芯片内部被放大，采用128倍增益处理后转换为数字信息，并传输给微控制器进行重量计算与显示。 测试表明AD7190具备差分模拟输入及基准电压端口，能够接受差分基准参考以减少电源波动对性能的影响。独立的模拟和数字电源引脚设计进一步简化了ADC与微控制器间的接口需求，避免额外电平转换器的应用。 在噪声控制方面，随着输出数据速率增加AD7190仍能保持良好表现，在4.7Hz时达到8.5纳伏均方根噪声水平。例如使用2公斤、灵敏度为2mVV的称重传感器，它可以准确测量出低至10毫伏信号，并确保传感器偏移和增益误差不会超出ADC处理范围。 实验结果表明该系统能够实现高达0.02克精度的重量测量能力。基于AD7190的设计方法在精密电子秤中发挥关键作用，提供了高分辨率、准确度以及灵活的数据速率选择，从而简化了系统的集成过程并提高了应用价值。
     
  • AD7124 24位Σ-Δ ADC硬件参考设计PDF与原理图及AD PCB设计图和软件驱动源码.zip
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    本资源包提供AD7124 24位Sigma-Delta ADC的硬件参考设计，包含PDF文档、原理图以及PCB设计图，并附带软件驱动源代码。 AD7124 是一款 24 位 Σ-Δ 型模数转换器 (ADC) 的硬件参考设计，包含 PDF 格式的原理图、使用 ALTIUM 设计的评估板 PCB 图以及 SPI 接口驱动源码。该评估板为四层板，尺寸为 60*40mm。此外还提供了中英文技术手册作为学习和设计参考。
     
  • AD7768/-4同步采样Σ-Δ型模数转换器的功能特点与应用
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    AD7768/-4是一款高性能、低功耗的同步采样Sigma-Delta ADC，适用于多通道生物医学信号采集系统。其创新的架构支持高达256ksps的数据速率，并具备卓越的噪声抑制和抗混叠特性。通过集成多个模拟前端与可配置数字滤波器，AD7768/-4能够有效简化复杂系统的实现过程，提供高精度、低延迟的数据转换功能，广泛应用于医疗设备和工业 AD7768/AD7768-4是集成有Σ-Δ调制器及数字滤波器的八通道与四通道同步采样模数转换器（ADC），适用于交流信号和直流信号的同时采集。 这两款器件在110.8kHz输入带宽下提供高达108dB动态范围，并具有±2ppm的积分非线性误差、±50μV失调电压及±30ppm增益误差的典型性能表现。 用户可根据实际需求，在输入带宽、输出数据速率和功耗之间进行权衡，选择三种不同的功率模式之一以达到最佳噪声控制与能耗平衡。由于其高度灵活性，AD7768/AD7768-4成为低功耗直流测量及高性能交流测量模块的理想平台。 此外，这款转换器支持三种操作模式。
     
  • ADC架构III：Σ-Δ ADC基础知识
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    本篇文章详细介绍了Σ-Δ模数转换器（ADC）的基本原理和工作方式，帮助读者掌握其在现代信号处理中的应用。 针对高精度Σ-Δ型ADC，详细分析了其基础架构，并推导了实现高精度的理论基础。
     
  • STM32+ADC+ADC应用+ADC应用探讨
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    本文章深入探讨了基于STM32微控制器的ADC（模数转换器）应用技术，结合实例分析其在不同场景中的具体应用与优化方法。 STM32F303CBT6之ADC使用问题探讨 本段落将探讨如何正确配置STM32F303CBT6的ADC以进行准确采样，并深入分析信号源电阻、电容及PCB寄生电容等参数对采样的影响，以及它们与ADC内部采样电阻和电容之间的匹配关系。此外还将讨论确定被采样信号频率是否在正确范围内的方法。 STM32F303CBT6是一款基于ARM Cortex-M4内核的微控制器，内置了SAR（逐次逼近寄存器）型ADC用于将模拟信号转换为数字值。该ADC的工作原理是通过逐步调整比较电压与输入信号进行对比来确定其对应的数字等效值。 在STM32F303CBT6中，ADC的内部采样电容Cadc大小约为5pF，而PCB板上的寄生电容大约为7pF。这些因素直接影响到采样的准确性和稳定性。 设计ADC采样电路时需考虑以下关键要素： 1. **采样时间和频率**：由外部源电阻（Radc）和内部采样电容Cadc共同决定的采样时间公式为tc = (Radc + Rain) × Cadc。确保足够的采样时间以避免误差，同时遵循奈奎斯特准则确定合适的ADC时钟频率fadc > 2 * fsrc。 2. **源电阻与电容**：外部信号源电路中的RC网络会影响输入信号的上升和下降沿速度，进而影响到采样的质量。过高的寄生电容可能会导致失真现象发生，限制了可接受的最大ADC时钟频率范围。 3. **分辨率与时长关系**：对于12位精度而言，总转换时间从(14~614)fadc不等；更高的分辨率需要更长时间完成采样过程。 4. **ADC的时钟速率**：当使用12MHz ADC内部时钟源时，STM32F303CBT6能够支持的最大吞吐率为850KHz（最小为19.35KHz）。这意味着在最高频率下可以处理外部信号触发率高达850kHz。 5. **校准过程**：为了保证直流采样精度，在使用ADC之前必须完成内部自检程序。该操作所需时间为9.33us，即大约等于112fadc周期长度。 6. **源频率限制因素**：外部输入信号的最高工作频率受制于所选电阻值和电容大小等硬件特性的影响；高频率应用可能需要更短的采样时间间隔来满足要求。 此外，在PCB设计过程中还需要注意电源去耦电容器的位置布局，应尽可能靠近芯片管脚以减少噪声干扰。同时优化ADC输入信号路径规划可以降低寄生效应带来的负面影响，从而提高整个系统的性能水平。 综上所述，正确配置STM32F303CBT6的ADC需要全面理解其工作原理并合理选择采样时间、频率及外部元件参数等关键因素，并在PCB布局时充分考虑各种可能存在的干扰源。
     
  • ADI发布24位单通道Σ-∆ ADC AD7768-1
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    Analog Devices (ADI) 最新发布了AD7768-1，这是一款高性能24位单通道Σ-∆型模数转换器(ADC)，适用于高精度测量应用。 Analog Devices, Inc. (ADI) 近日推出了一款低功耗、高性能的24位单通道Σ-ADC AD7768-1，适用于AC和DC信号转换。这款器件特别适合用于预测性维护（如振动监测与电能质量）、状态监控、音频测试、声学分析、结构健康及模块自动化电气测试设备等应用，并且也可应用于临床EEG、EMG和ECG等医疗健康领域。 AD7768-1采用了一种单个可配置且可重复使用的数据采集封装，同时具备AC与DC性能，开创了行业新标准。这使得仪器仪表及工业系统的设计人员能够利用同一个采集链来支持通道之间的隔离或非隔离需求。
     
  • C2000 TI DSP的ADC与SCI应用
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    本课程详细介绍了TI公司的C2000系列DSP中ADC（模数转换器）和SCI（串行通信接口）的应用技巧及编程方法，帮助工程师掌握高效的数据采集和通讯技术。 使用TMS320F28027通过串口将ADC采集到的电压发送至PC机上。当通过PC机上的串口调试软件发送1给DSP后，DSP就会将ADC1通道采样到的电压发送到PC机上。