16位低功耗串行ADC器件AD7171

    考虑到自己最近正在忙着的基于zigbee技术无线监测系统，考虑到系统对供电的特殊要求，特别是功耗方面，加之目前的单片机器件引脚的有限性，我们选用了一款极低功耗、16位模数转换器AD7171，内置了一个精密16位∑-△型ADC和一个片内振荡器。由于该器件功耗仅为135微安培，所以其特别适合我们这基于电池供电的数据采集系统，适合于要求极低功耗的便携式或电池供电产品。另外，由于这类产品的使用有间断性，在不适用时，可以关断AD7171，使得其功耗仅为5微安培，可以延长产品电池的使用时间。

    首先，我们从功能框图和引脚定义上分析一下AD7171：

• AD7171的模拟输入端和参考电压的输入端均为差分输入形式；
• 输出接口均为标准专用引脚SPI接口控制；
• 具有芯片复位/关断引脚，这样方便外围MCU器件控制系统功耗；
• AD7171采用2.7V至5.25V电源供电。

其次，我们从AD7171的引脚定义及工作模式上分析：

• 芯片复位/关断引脚PDRST，当其为高电平时，ADC退出关断模式，片内时钟上电并建立，ADC开始连续转换；当其为低电平时，ADC被置于关断模式，芯片内所有逻辑复位，DOUT/RDY引脚变为三态；
• 内部时钟上电大约需要1ms；
• 由于AD7171输入引脚端口无缓冲，输入引脚上的电阻与电容组合可能会引起直流增益误差，关键取决于驱动ADC器件信号源的输入阻抗，所以在电路设计时尽量做到前后阻抗匹配；
• AD7171的串行接口由两个信号组成：SCLK和DOUT/RDY,SCLK信号与数据传输相关，DOUT/RDY引脚有双重作用：既是数据就绪引脚，也是数据输出引脚。当输出寄存器中有新数据字可用时，DOUT/RDY引脚变为低电平，输出转换结果；当DOUT/RDY在数据寄存器更新前变为高电平时，表示未从器件读取转换结果。

最后，着重考虑AD7171器件的PCB布局问题：由于AD7171的模拟输入和基准输入均为

差分输入，模拟部分和数字部分分离设计，并且限制在PCB板的一定区域内。再就是信号屏蔽，接地层一般应少采用鉵刻技术。建议将AD7171的GND引脚连到系统模拟地层，切勿强制数字电流流过布局的AGND部分。再就是电源线布线要宽，保证低阻抗路径，采用良好的去耦电路抑制电源噪声，使得芯片工作性能良好。

    以上是我在设计电路时的某些总结，但愿给大家的电路设计能够带来某些帮助。