AD7810：10位串行ADC的原理与应用解析
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更新于2024-09-26
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"AD7810是一款10位串行模数转换芯片，适用于2.7V至5.5V的电源范围，具备2ms的转换时间和小型8引脚微SOIC/DIP封装。该芯片在-40°C到+105°C的温度范围内工作，具有内置的跟踪与保持功能，并且兼容微控制器的串行接口。此外，AD7810还支持自动功率降低功能，在转换结束时可以节省能源，其低功耗设计在10kSPS时仅为270mW。"
AD7810是一款高性能的10位串行模数转换器（ADC），由Analog Devices公司生产。它在设计上考虑了便携性和效率，适用于多种需要高精度模拟信号数字化的场合。该芯片的主要特点包括：
1. **转换速度**：AD7810拥有2ms的转换时间，这意味着它能够在较短时间内完成10位精度的模拟-数字转换，适合对实时性要求较高的应用。
2. **电源电压范围**：芯片工作于2.7V至5.5V的电源电压，这使得它能够适应多种供电环境，包括电池供电的便携式设备。
3. **温度范围**：AD7810可在-40°C到+105°C的宽温范围内稳定工作，确保在各种环境条件下都能提供可靠的性能。
4. **内置跟踪与保持**：该芯片内置的跟踪与保持功能允许在采样期间保持输入信号稳定，确保转换的准确度。
5. **串行接口**：AD7810采用与微控制器兼容的串行接口，简化了系统集成，减少了外部组件的需求。
6. **自动功率降低**：在转换完成后，AD7810可以自动进入低功耗模式，以减少待机时的能耗。
7. **小封装**：8引脚的微SOIC/DIP封装设计使AD7810在空间有限的应用中尤为适用。
8. **低功耗**：在10k样本每秒（SPS）的速率下，AD7810的功耗仅为270mW，这使得它成为低功耗应用的理想选择。
AD7810通常应用于数据采集系统、工业控制、医疗设备、测试与测量仪器以及任何需要将模拟信号转换为数字信号的系统。通过理解和掌握AD7810的工作原理和特性，设计者可以有效地利用这款芯片来优化他们的系统设计，实现高精度、低功耗的数据转换功能。
AD7810
–3–
REV. A
Timing Characteristics
1, 2
Parameter V
DD
= 5 V ⴞ 10% V
DD
= 3 V ⴞ 10% Units Conditions/Comments
t
1
2.3 2.3 µs (max) Conversion Time Mode 1 Operation (High Speed Mode)
t
2
20 20 ns (min) CONVST Pulsewidth
t
3
25 25 ns (min) SCLK High Pulsewidth
t
4
25 25 ns (min) SCLK Low Pulsewidth
t
5
3
5 5 ns (min) CONVST Rising Edge to SCLK Rising Edge Set-Up Time
t
6
3
10 10 ns (max) SCLK Rising Edge to D
OUT
Data Valid Delay
t
7
3
5 5 ns (max) Data Hold Time after Rising Edge SCLK
t
8
3, 4
20 20 ns (max) Bus Relinquish Time After Falling Edge of SCLK
10 10 ns (min)
t
POWER UP
11µs (max) Power-Up Time After Rising Edge of CONVST
NOTES
1
Sample tested to ensure compliance.
2
See Figures 14, 15 and 16.
3
These numbers are measured with the load circuit of Figure 1. They are defined as the time required for the o/p to cross 0.8 V or 2.4 V for V
DD
= 5 V ± 10% and
0.4 V or 2 V for V
DD
= 3 V ± 10%.
4
Derived from the measured time taken by the data outputs to change 0.5 V when loaded with the circuit of Figure 1. The measured number is then extrapolated back
to remove the effects of charging or discharging the 50 pF capacitor. This means that the time, t
8
, quoted in the Timing Characteristics is the true bus relinquish time
of the part and as such is independent of external bus loading capacitances.
Specifications subject to change without notice.
(–40ⴗC to +105ⴗC, V
REF
= +V
DD
, unless otherwise noted)
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS*
(T
A
= +25°C unless otherwise noted)
V
DD
to GND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . –0.3 V to +7 V
Digital Input Voltage to GND
(CONVST, SCLK) . . . . . . . . . . . . . . –0.3 V, V
DD
+ 0.3 V
Digital Output Voltage to GND
(D
OUT
) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . –0.3 V, V
DD
+ 0.3 V
V
REF
to GND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . –0.3 V, V
DD
+ 0.3 V
Analog Inputs
(V
IN+
, V
IN–
) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . –0.3 V, V
DD
+ 0.3 V
Storage Temperature Range . . . . . . . . . . . . –65°C to +150°C
Junction Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +150°C
Plastic DIP Package, Power Dissipation . . . . . . . . . . 450 mW
θ
JA
Thermal Impedance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +125°C/W
θ
JC
Thermal Impedance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +50°C/W
Lead Temperature Soldering (10 sec) . . . . . . . . . . +260°C
I
OL
200mA
I
OH
200mA
+1.6V
C
L
50pF
TO
OUTPUT
PIN
Figure 1. Load Circuit for Digital Output Timing Specifications
SOIC Package, Power Dissipation . . . . . . . . . . . . . . . 450 mW
θ
JA
Thermal Impedance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160°C/W
θ
JC
Thermal Impedance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56°C/W
Lead Temperature, Soldering
Vapor Phase (60 sec) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +215°C
Infrared (15 sec) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +220°C
MicroSOIC Package, Power Dissipation . . . . . . . . . . 450 mW
θ
JA
Thermal Impedance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206°C/W
θ
JC
Thermal Impedance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44°C/W
Lead Temperature, Soldering
Vapor Phase (60 sec) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +215°C
Infrared (15 sec) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . +220°C
*Stresses above those listed under Absolute Maximum Ratings may cause perma-
nent damage to the device. This is a stress rating only; functional operation of the
device at these or any other conditions above those listed in the operational
sections of this specification is not implied. Exposure to absolute maximum rating
conditions for extended periods may affect device reliability.
ORDERING GUIDE
Linearity Temperature Branding Package
Model Error (LSB) Range Information Options*
AD7810YN ±1 LSB –40°C to +105°C N-8
AD7810YR ±1 LSB –40°C to +105°C SO-8
AD7810YRM ±1 LSB –40°C to +105°C C1Y RM-8
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