探索AD7747電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器評(píng)估板：功能、應(yīng)用與使用指南

在電子工程師的日常工作中，評(píng)估板是驗(yàn)證和開(kāi)發(fā)新器件的重要工具。今天我們要深入了解的是Analog Devices的EVAL - AD7747評(píng)估板，它專為AD7747 24位電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)，為我們提供了一個(gè)全面評(píng)估和應(yīng)用該芯片的平臺(tái)。

文件下載：EVAL-AD7747EBZ.pdf

一、AD7747芯片概述

AD7747是一款高分辨率的Σ - Δ電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器（CDC）。它具有以下顯著特點(diǎn)：

1. 高分辨率：24位無(wú)丟碼，在16.6 Hz數(shù)據(jù)速率下有效分辨率達(dá)18位。
2. 高線性度：±0.01%的線性度，保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性。
3. 高精度：±4 fF的工廠校準(zhǔn)精度。
4. 寬電容輸入范圍：±8 pF（可變），能接受高達(dá)17 pF的絕對(duì)電容（不可變），并通過(guò)片上數(shù)模電容轉(zhuǎn)換器（CAPDAC）進(jìn)行補(bǔ)償。
5. 片上溫度傳感器：分辨率為0.1°C，精度為±2°C。
6. 集成度高：片上電壓基準(zhǔn)和時(shí)鐘發(fā)生器，在大多數(shù)電容傳感器應(yīng)用中無(wú)需外部組件。
7. 接口簡(jiǎn)單：采用2線I2C兼容串行接口，工作于單3 V或5 V電源，適用于 - 40°C至 + 125°C的汽車溫度范圍，封裝為16引腳TSSOP。

二、評(píng)估板特點(diǎn)與應(yīng)用

特點(diǎn)

1. 全功能評(píng)估：提供了對(duì)AD7747的全面評(píng)估功能。
2. PC評(píng)估軟件：配套的PC評(píng)估軟件，方便對(duì)AD7747進(jìn)行控制和測(cè)量。
3. USB接口：配備USB接口和電纜，便于與PC連接。

應(yīng)用

1. 性能評(píng)估：用于評(píng)估AD7747的各項(xiàng)性能指標(biāo)。
2. 系統(tǒng)集成：為將AD7747集成到系統(tǒng)設(shè)計(jì)中提供平臺(tái)。

三、評(píng)估板硬件

電源供應(yīng)

評(píng)估板可通過(guò)USB連接器J1的5 V電源供電，該5 V電源可直接為AD7747供電，也可使用板載ADP3303（高精度、低功耗、3.3 V輸出電壓調(diào)節(jié)器）提供的3.3 V穩(wěn)壓電源。此外，還可通過(guò)J2使用外部3 V或5 V電源為AD7747供電。

I2C接口配置選項(xiàng)

1. 默認(rèn)配置：LK2的SDA和SCL位置的鏈接將USB微控制器作為I2C總線主設(shè)備連接到板載AD7747，方便使用PC軟件進(jìn)行評(píng)估。
2. 外部連接 - USB：用戶可將自己的特定AD7747應(yīng)用板連接到LK2的引腳6和引腳8，將評(píng)估板僅作為USB - I2C數(shù)字接口，結(jié)合PC評(píng)估軟件評(píng)估應(yīng)用硬件。
3. 外部連接 - AD7747：將客戶特定的外部微控制器板連接到LK2的引腳5和引腳7，利用評(píng)估板上的AD7747 CDC作為傳感設(shè)備進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)。

連接器

四、評(píng)估板使用步驟

連接評(píng)估板

評(píng)估板通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)USB連接器J1與PC的USB端口連接，隨評(píng)估板提供標(biāo)準(zhǔn)USB連接器電纜。在連接評(píng)估板到PC之前，必須先安裝AD7747評(píng)估板軟件（使用隨附的AD7747評(píng)估套件CD）。連接后，評(píng)估板上的綠色POWER LED應(yīng)亮起，PC會(huì)自動(dòng)識(shí)別為AD774x評(píng)估板，按照屏幕提示完成安裝。

配置評(píng)估板

將電容輸入的一端連接到標(biāo)記為CIN1+或CIN1?的SMB連接器，另一端連接到標(biāo)記為GND的SMB連接器。然后使用AD7747評(píng)估軟件配置AD7747的操作模式。

運(yùn)行評(píng)估軟件

1. 選擇“開(kāi)始菜單”>“程序文件”>“Analog Devices AD7747 Evaluation SoftwareAD7747”，默認(rèn)顯示“實(shí)時(shí)”選項(xiàng)卡。
2. 點(diǎn)擊“快速設(shè)置”按鈕，啟用電容輸入通道，設(shè)置更新速率，并將器件置于連續(xù)轉(zhuǎn)換模式，以便直接測(cè)量跨CIN1+/CIN1?和GND SMB連接器的電容。
3. 點(diǎn)擊“設(shè)置”按鈕，可進(jìn)行更詳細(xì)的設(shè)置，包括啟用電容通道和電壓/溫度通道，配置CAP DACs和AD7747的操作模式。也可選擇“寄存器”按鈕查看詳細(xì)的寄存器映射和當(dāng)前用戶設(shè)置。
4. 點(diǎn)擊“確定”返回“實(shí)時(shí)”選項(xiàng)卡。
5. 在未連接電容到評(píng)估板的情況下，點(diǎn)擊“開(kāi)始”，采集的樣本將以圖形方式實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)以十六進(jìn)制和電容格式顯示。此時(shí)電容讀數(shù)應(yīng)約為0 pF。
6. 點(diǎn)擊“停止”停止顯示數(shù)據(jù)。

噪聲分析

1. 在電容通道1的快速設(shè)置仍有效的情況下，選擇“分析”選項(xiàng)卡，顯示分析選項(xiàng)。
2. 輸入所需的樣本數(shù)量，點(diǎn)擊“開(kāi)始”按鈕。采集樣本后，可將其顯示為波形或直方圖，并在屏幕右側(cè)顯示與采集樣本集相關(guān)的平均值、均方根噪聲、峰 - 峰噪聲、均方根分辨率和峰 - 峰分辨率等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可顯示為代碼、電容或用戶配置的單位。
3. 選擇“文件”>“保存二進(jìn)制數(shù)據(jù)”，選擇保存數(shù)據(jù)的目錄和文件名（默認(rèn)文件名為Binary Data.txt）。

保存用戶配置

1. 選擇“文件”>“保存設(shè)置”，選擇保存當(dāng)前用戶配置的目錄和文件名（默認(rèn)文件名為Settings.txt），保存的內(nèi)容包括用戶單位、用戶偏移、用戶范圍以及寄存器選項(xiàng)卡上顯示的完整寄存器映射。
2. 若要重新加載這些設(shè)置，選擇“文件”>“加載設(shè)置”，默認(rèn)選擇之前保存在Settings.txt中的用戶配置。注意，必須先保存配置才能加載。

五、注意事項(xiàng)

評(píng)估板僅用于器件評(píng)估，不適用于生產(chǎn)目的。它按“原樣”提供，不提供任何形式的保證。此外，AD7747是靜電放電（ESD）敏感器件，盡管產(chǎn)品具有專利或?qū)Ｓ?a href="http://m.sdkjxy.cn/tags/保護(hù)電路/" target="_blank">保護(hù)電路，但高能量ESD仍可能對(duì)器件造成損壞，因此應(yīng)采取適當(dāng)?shù)腅SD預(yù)防措施，以避免性能下降或功能喪失。

通過(guò)以上介紹，相信大家對(duì)EVAL - AD7747評(píng)估板有了更深入的了解。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以根據(jù)具體需求靈活配置和使用該評(píng)估板，充分發(fā)揮AD7747的性能優(yōu)勢(shì)。大家在使用過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。