測量系統的設計人員，如溫度補償電子秤和RTD儀器，可以通過新的單芯片A / D轉換器/模擬前端更有效地完成任務。 AD7719具有sigma-delta轉換器固有的高分辨率;對于增強的吞吐量，它包含兩個ADC（24位和16位分辨率），允許同時并行轉換兩個輸入變量，而沒有模擬多路復用方案中固有的延遲。它采用信號斬波方法，提供穩定增益和最小偏移的信號調理，并配有內置校準功能，無需現場校準。它方便地包括一對匹配的電流源，以便在使用電阻傳感器時簡化傳感器激勵并提高測量精度。其他有用的功能包括可以關閉的電路和可以在不使用轉換器或傳感器電源時用于節省電力的低側開關，以及用于監視和控制外部設備的數字I / O端口。

AD7719是用于低頻測量應用的完整模擬前端，是ADI公司高分辨率，低帶寬，Σ-Δ轉換器系列的最新成員。它建立在從稱重秤到便攜式儀表，壓力，溫度和傳感器測量，智能變送器，液/氣相色譜和工業過程控制等應用中使用前幾代Σ-Δ轉換器所獲得的經驗的基礎上。上述增強功能（見圖1）解決了在設計此類高性能數據采集系統時經常出現的許多問題。

AD7719包含兩個獨立的高分辨率Σ-ΔADC。每個模數轉換由具有可編程sinc 3 濾波器的二階sigma-delta調制器完成。此外，它還提供可切換匹配的200μA激勵電流源，低端電源開關，數字I / O端口和溫度傳感器。 24位主通道具有可編程增益放大器（PGA），增益范圍為1至128，可接受全差分，單極和雙極輸入信號，范圍高達1.024×REFIN1伏。參考輸入是差分輸入，可以提供比率轉換。主模擬輸入通道可以內部緩沖，以提供非常高的輸入阻抗;這允許輸入信號直接從換能器施加，而無需外部信號調節。 16位輔助通道無緩沖，輸入信號范圍為REFIN2或半個REFIN2。

該器件采用32,768 Hz（32K）晶振工作，板載PLL可產生所有必需的內部工作頻率。 AD7719的輸出數據速率是軟件可編程的。這允許將數字濾波器凹口放置在用戶定義的頻率上。例如，編程更新速率為19.8 Hz，可以同時實現50和60 Hz的抑制陷波。

峰峰值分辨率取決于編程增益和輸出數據速率。該器件采用+ 3 V或+ 5 V單電源供電。采用+ 3 V電源供電時，兩個ADC連續使用時功耗為4.5 mW。通過在適當時禁用一個或兩個ADC，可以減少耗散。 AD7719采用節省空間的28引腳SOIC和TSSOP封裝。

信號處理鏈

ADC采用sigma-delta轉換實現高達24位的無噪聲-missing-codes性能。 Σ-Δ調制器將采樣的輸入信號轉換為數字脈沖序列，其占空比包含數字信息。然后，Sinc 3 可編程低通濾波器抽取調制器輸出數據流，以5.35 Hz（186.77 ms周期）至105.03 Hz（9.52 ms）的可編程輸出速率提供有效的數據轉換結果。采用斬波方案來最小化ADC通道偏移，增益和漂移誤差。主ADC輸入通道的框圖如圖2所示。輔助ADC的信號鏈類似于圖2，但省略了緩沖區和PGA模塊。

調制器環路的采樣頻率比輸入信號的帶寬（過采樣）高許多倍。調制器中的積分器對量化噪聲（由模數轉換產生）進行整形，使噪聲集中在調制器頻率的一半附近。 Σ-Δ調制器的輸出直接饋入數字濾波器，該濾波器將響應限制到顯著低于調制器頻率一半的頻率。以這種方式，比較器的1位輸出轉換為ADC的帶限低噪聲輸出。濾波器的截止頻率和抽取的輸出數據速率可通過加載到濾波器寄存器的sinc濾波器（SF）控制字進行編程。

輸入斬波產生的交替數字輸出值在最終中求和求和階段以平均直流偏移和低頻噪聲。濾波器的每個輸出字被求和并與前一個濾波器輸出求平均，以產生一個新的有效輸出結果，寫入ADC數據寄存器。由此產生的極低直流偏移和偏移和增益漂移規范在漂移，噪聲抑制和最佳EMI抑制非常重要的應用中非常有用。

除了降低量化噪聲外，數字濾波器還可以對于相應的濾波器控制字設置82和68，在50和60 Hz（±1 Hz）下提供100 dB的正常模式抑制。對于要求在50和60 Hz下都有大量抑制的應用，濾波器在默認編程設置下的響應69（數據更新率為19.8 Hz）的頻率接近兩個頻率，60 Hz時抑制> 100 dB，50 Hz時> 60 dB，如圖3所示。

典型應用

AD7719提供完整的模擬前端，可使用溫度，壓力和其他傳感器實現低頻測量。例如，在稱重應用中，除橋接傳感器的主要變量外，可能還需要監測次級變量（如溫度），以補償橋梁屬性隨溫度的變化。

傳統的sigma delta ADC在前端使用帶有集成多路復用器的單個轉換器來測量多個輸入變量。這意味著最終用戶必須切換前端的通道來測量次級變量;因此，當切換輸入源時，測量速度受到與數字濾波器相關的穩定時間和等待時間的影響。在sigma delta ADC使用二階調制器和三階數字濾波器的系統中，步進輸入的輸出建立時間是數據速率的三倍，以便完全刷新與之前相關的所有數據的數字濾波器。渠道。這可以大大降低這些應用中可實現的系統吞吐量。

AD7719通過并入兩個獨立的ADC通道來克服這一問題。主要變量和次要變量同時轉換，并且兩個測量的輸出數據可并行獲得，從而避免了與多路復用數據采集系統相關的延遲。此外，片上電流源可用于激勵溫度傳感器，如熱敏電阻或RTD，用于溫度監測。

低功率電池供電稱重系統中第二個常見問題是在待機模式下前端傳感器不必要的電力消耗。 AD7719的片上低側電源開關可以通過在低功耗模式下斷開傳感器的電源來解決這個問題，從而大幅節省功耗。

稱重應用的另一個問題涉及校準：它應該多久發生一次？由于AD7719經過工廠校準，信號鏈在其實現中采用斬波方案，因此增益和失調漂移降至最低，從而無需在現場進行校準。當AD7719用于稱重應用時，這是一個關鍵的性能優勢（圖4）。

在圖4的電路中，主通道監控橋式傳感器，次級通道監控溫度熱敏電阻的意思。橋式傳感器的差分輸出端子（OUT +和OUT-）連接到差分輸入端子AIN1和AIN2。當使用5 V激勵源激勵時，靈敏度為3 mV / V的典型電橋將產生15 mV的額定滿量程輸出。電橋的激勵電壓可用于通過合適的電阻分壓器直接為ADC提供參考電壓，以便利用輸入的全動態范圍。由于該實施方式是完全比例的，因此激勵電壓的變化不會在系統中引入誤差。如圖所示，電阻值的選擇，20kΩ和12kΩ，當激勵電壓為5 V時，為AD7719提供1.875 V基準電壓。主通道編程增益為128，滿量程15 mV輸入范圍對應于傳感器的全輸出范圍。稱重應用的關鍵要求是盡可能地抑制交流電源頻率分量（50 Hz和60 Hz）。通過對AD7719進行編程，可以獲得同時50 Hz和60 Hz的抑制，輸出數據速率為19.8 Hz。 AD7719配置增益為128，更新速率為19.8 Hz，可實現13位峰峰值分辨率。通過降低更新速率或在控制器中執行額外的數字濾波，可以提高峰峰值分辨率。

使用熱敏電阻和AD7719的輔助通道測量溫度。由半導體材料形成的熱敏電阻，高溫系數電路元件可具有負溫度系數或正溫度系數（NTC或PTC）。 NTC熱敏電阻的作用類似于電阻器，其溫度系數通常為-3％至-5％/°C。在許多應用中，熱敏電阻具有高穩定性，高精度，小尺寸和兼容性的優點，并且具有競爭力的價格。它們響應速度快，是最靈敏的溫度傳感器之一。圖4電路的工作溫度范圍由熱敏電阻的選擇決定。使用Betatherm的1K7A1熱敏電阻，標稱電阻為1kΩ，溫度為25°C，采用200μA激勵電流源，工作溫度范圍為-26°C至+ 70°C。

在此應用中，激勵熱敏電阻的相同200μA電流源也會為AD7719產生參考電壓。結果，激勵電流的變化不會影響性能，并且配置提供完全的比例轉換。這些應用中最常見的布線布置是4線力/感應配置，以減少引線電阻對系統性能的影響。盡管驅動線的引線電阻會改變共模電壓，但它不會降低電路的性能。感應線的引線電阻并不重要，因為AD7719模擬輸入的高輸入阻抗導致這些線中沒有電流流過。但是，參考設置電阻必須具有低溫度系數，以避免溫度變化時參考電壓出錯。在AD7719上配置輔助通道，可獲得19.8Hz的更新速率，可獲得16位峰峰值性能。

另一個充分利用AD7719上匹配電流源的應用3線RTD用于精密溫度測量，如圖5所示*在三線配置中，如果使用單個電流源，引線電阻會導致誤差，如200-μA激勵電流，流過RL1和RL3會在RL1上產生電壓降，這會增加RTD電壓并導致AIN1和AIN2之間出現誤差。

然而，在圖5所示的方案中，第二電流源用于通過提供相等且相反的補償電流IOUT2至RL2來消除該誤差，RL2在相反方向上產生相等的電壓降。該電流增加到IOUT1并通過R3和任何共模電阻無害地流到地，產生共模電壓，被差分輸入抑制。

該分析假設RL1并且RL2是相等的，因為引線通常具有相同的材料并且具有相等的長度，并且由電流之和產生的共模電壓在ADC的共模范圍內。來自IOUT1的電流還用于為AD7719產生一個參考電壓，跨越12.5kΩ電阻，如圖所示，并應用于AD7719的差分參考輸入。該方案確保模擬輸入電壓范圍保持與參考電壓成比例。由于RTD電流源的溫度漂移，模擬輸入電壓的任何誤差都可以通過參考電壓的變化來補償。兩個RTD電流源通常匹配優于1％。任一電流源的電壓兼容性為AV DD - 0.6 V。