图1 AD7713引脚图
1、AD7713的引脚定义
AD7713为大规模集成芯片，其24个引脚（参看图1）分别定义如下：
SCLK （1）：串行时钟的输入/输出端，可用MODE脚的状态来控制。当MODE=1时，芯片工作在内部时钟方式，此时SCLK脚输出的是一个串行时钟信号，当 RFS或TFS变低时，SCLK被激活；而当RFS或TFS中的一个为高或器件完成一个输出字的传送后，SCLK转为高阻态。当MODE=0时，芯片工作在外部时钟方式，此时输入的串行时钟可用作数据传送的移位脉冲。
MCLK IN（2）：器件的主时钟信号输入脚，其主时钟信号可由石英晶体或外部时钟提供。使用石英晶体时，石英晶体可直接跨接在MCLK IN和MCLK OUT引脚之间；使用外部时钟时，该脚可由与CMOS兼容的电平来驱动而将MCLK OUT脚悬空。输入时钟的频率最高为2MHz。
MCLK OUT（3）：当主时钟用石英晶体或陶瓷谐振器时，应将该石英晶体或陶瓷谐振器连接在MCLK IN与MCLK OUT引脚之间。
A0（4）：地址输入，当A0为低时，对器件的控制寄存器进行读/写操作；当A0为高时，对器件的数据寄存器或校准寄存器进行读写操作。
SYNC（5）：逻辑输入，当系统使用多个AD7713时，使用该引脚可实现各芯片内部数字滤波器的同步。
MODE（6）：逻辑输入，当MODE=1时，器件采用内部时钟方式；当MODE=0时，器件采用部时钟方式。
引脚7～10：这四个引脚分别为模拟输入通道1、2的正、负输入端。
STANDBY（11）：逻辑输入，当该引脚为低时，将切断器件内部模拟和数字电路的电源，从而使AD7713处于低功耗状态。
AVDD(12)：模拟正电源，+5～+10V。
RTD1（13）：恒流输出，通常为200μA，可用作电阻式热敏器件的激励电流，该电流可由程序来控制通/断。
REF IN_（14）：参考输入，其电位可取AVDD与AGND之间的任意值。
REF IN+（15）：参考输入，应注意REF IN+，必须在于REF IN-。
RTD2（16）：与RTD1脚功能大体相同，也可与RTD1组合使用，另外，利用此脚可在三线RTD结构中消除引线电阻所产生的误差。
AIN3（17）：模拟输入通道3，输入信号幅度可达±4VREF/GAIN，当GAIN=1且VREF=2.5V时，AIN3的输入范围为±10V。
AGND（18）：模拟地。
TFS（19）：发送帧同步信号，低电平有效。当TFS=0时，芯片允许写入串行数据。在内部时钟方式下，TSF变低将使得串行时钟SCLK有效；在外部时钟方式下，TSF必须在数据字被写入器件的第一个位之前为低。
RFS（20）：接收祯同步信号，低RFS=0时，允许对器件进行数据读取的操作。在内部时钟方式下，RFS变低将使串行时钟和数据同时有效；在外部时钟方式下，RFS变低可使SDATA有效。
DRDY（21）：逻辑输出，表示数据寄存器的更新速率，DRDY的每一个下降沿都将指明一个新的数据字传输的开始。当一个完整的数据字传输结束后，DRDY将返回到高。
SDATA（22）：串行数据。输入时，CPU将把数据字写入到器件的控制寄存器或校准寄存器；输出时，CPU将读取控制寄存器、校准寄存器、数据寄存器内的数据。
在读操作期间，RFS变低之后串行数据有效；而在写操作期，在TFS变低之后，将在SCLK的上升沿加入有效数据。
输出的数据在单极性输入时为自然二进制代码，而在双极性输入时为偏移二进制代码。
DVDD（23）：+5V数字电源。DVDD与AVDD的差不得超过0.3V，否则，芯片将不能正常工作。
DGND（24）：数字地。
2、AD7713内部控制字的设定
AD7713的工作状态可通过程序向器件内部写入控制字来设定，输入控制字字长为24位。写入时，必须连续写入24位数据，若写入的数据不足，这些数据就不会被加载到控制寄存器中，具体格式为：
图2 AD7713内部控制字格式
格式中的控制字的最高三位用于确定AD7713的工作方式，具体组合如表1所列。G2，G1，G0则用来确定输入通道的增益，可参见表2。CH1和CH0 可确定输入通道号，其编码见表3。当字长选择定义位WL=0时，字长为16位（上电复位时的缺省值）；当WL=1时，字长为24位。当激励电流控制位RO =0时，激励电流关断（上电复位时的缺省值）；当RO=1时，激励电流接通。熔断电流控制（Burn-out Current）定义位BO=0时，关断AIN端内部的20nA电流源（上电复位时的缺省值）；当BO=1时，允许该电流流出，一般情况下，该电流是禁止的。当极性选择定义位B/U=0时，允许双极性输入（上电复位时的缺省值）；当B/U=1时，允许单极性输入。
另外，AD7713还在芯片内部集成了一个三阶数字式滤波器（（SinX/X）3），该滤波器的截止频率、第一个凹点位置频率及数据率均可由FS11～FS0这12位来编程决定。此外，不同增益下凹点频率还可决定输出噪声电平，以决定器件的分辨率。
图3 AD7713工作方式选择等参数
该数字滤波器的第一个凹点频率为：（fCLK IN/512）/code。
其中code有FS0～FS11位所确定的十进制数，取值范围为19～2000.在2MHz的频率下，凹点频率的范围为1.952Hz～205.59Hz。选择不同的CODE值，可获得不同的凹点频率，从而获得不同的数据转换率。
改变滤波器的凹点频率并选择不同的增益，对分辨率有直接影响。另外，数据转换越慢，其有效分辨率位数越高，因此这种芯片适合于数据采集速率较慢的场合。
3、AD7713的基本连接电路
图1给出了AD7713的基本连接电路。
3.1 电源连接
AD7713 的模拟电源和数字电源可分别供电，也可采用单5V电源供电，通常当模拟电源电压大于数字电源电压时，必须分别予以供电。因此这样可减小电源的耦合干扰，提高转换精度，但必须先加数字电源（DVDD），后加模拟电源（AVDD），且要保证AVDD不低于DVDD，因此可在两个电源引脚之间接一个二极管，二极管的负极接AVDD端，正极接DVDD端，以确保DVDD与AVDD的差值不会超过0.3V，具体连接如图2所示。当采用单一电源供电时，应将AVDD端和DVDD端连在一起，或在两脚之间接一个几欧姆的小电阻。
图4 AD7713电源保护电路
3.2 主时钟连接
AD713的主时钟频率最大为2MHz，可以采用石英晶体与内部电路构成振荡器所产生的时钟源频率。频率较低时，也可采用陶瓷谐振器代替石英晶体，但应接入相应的外部电容。主时钟也可直接由外部频率源（TTL或CMOS电平）提供，并由MCLK IN脚输入，此时应将MCLK OUT脚悬空。
3.3 参考电压连接
AD7713设有两个差动式参考电压输入端REF IN+和REF IN-，共中REF IN+端电压（AVDD）应大于REF IN-端电压（>AGND），该参考电压VREF的取值范围为1V～5V，一般限2.5V，其典型的参考源为AD680。
3.4 模拟输入信号连接
AD7713 提供有三个模拟输入通道，其中两个为差动式可编程增益输入通道，可控制为单极性双极性输入，输入的共模电压范围为：AGND-30mV～AVDD+ 30mV。第三个模拟输入通道为可编程增益输入端，可接收的输入信号范围为0～+4VREF/GAIN。若增益取1，VREF取2.5V，最大输入可达 10V。
本文关键字：转换器 元器件特点及应用，元器件介绍 - 元器件特点及应用
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