AD363/AD364：16通道12位数据采集系统的深度解析

一、产品概述

AD363和AD364是完整的16通道数据采集系统，能够将模拟电压进行调理并转换为数字形式。这两款产品主要由模拟输入级（AIS）和模数转换器（ADC）两部分组成，在商业（0°C至 +70°C）和军事（ -55°C至 +125°C）温度范围内均可稳定工作。

文件下载：AD364RJD.pdf

二、产品特性

（一）AD363

• 通道选择与模式控制：具备数字控制的通道选择和模式控制功能，支持16个单端通道或8个差分通道。
• 吞吐量：拥有25 kHz的吞吐量速率。
• 精度保障：在全温度范围内保证无漏码。

（二）AD364

• 通道选择与模式控制：同样具备数字控制的通道选择和模式控制，支持16个单端通道或8个差分通道。
• 吞吐量：吞吐量速率为20 kHz。
• 精度保障：全温度范围内无漏码，且具有三态缓冲数字输出。

三、产品详细描述

（一）系统组成

AIS包含两个8通道多路复用器、一个通道地址寄存器、一个单位增益仪表放大器和一个采样保持放大器。多路复用器可配置为8通道差分或16通道单端模式，通过内部用户控制开关，能在单端和差分模式间灵活切换，方便处理不同类型的信号。

（二）ADC性能差异

两款产品的ADC均为完整的12位逐次逼近型转换器，内置时钟和精密参考。AD363的ADC转换时间为25 μs，最大线性误差为 +0.012%，有五种用户可选输入范围；AD364的ADC转换时间为32 μs，采用单芯片转换器，具有三态输出缓冲电路，有三种用户可选输入范围。

四、技术规格

（一）模拟输入

• 输入数量：16个单端或8个差分输入（电子可选）。
• 输入电压范围：AD363有多种范围可选，AD364主要为 ±10 V。
• 输入电流和阻抗：每通道输入（偏置）电流最大为 ±50 nA，输入阻抗为 (10^{10}Omega) 和10 pF。
• 共模抑制和串扰：共模抑制比在1 kHz、20 V p-p时最小为70 dB，通道间串扰在1 kHz、20 V p-p时最大为 -80 dB。

（二）精度指标

• 增益误差：AD363为 ±0.05% FSR（可调整为零）。
• 偏移误差：单极性和双极性偏移误差均可调整为零。
• 线性误差：AD363的差分线性误差最大为 ±1/2 LSB。

（三）温度系数

增益和偏移的温度系数在不同产品中有不同表现，如AD363的增益温度系数最大为 ±30 ppm/°C。

（四）信号动态特性

• 转换时间：AD363最大为25 μs，AD364最大为32 μs。
• 吞吐量速率：AD363最小为25 kHz，AD364最小为20 kHz。
• 采样保持相关参数：采样保持孔径延迟、孔径不确定性等都有相应的规格。

（五）数字输入输出信号

• 数字输入：包括通道选择、采样保持命令、模式选择等控制信号。
• 数字输出：并行数据和串行数据均有特定的编码格式和输出驱动能力。

（六）电源要求

需要 +15 V、 -15 V和 +5 V电源，总功耗最大为2 W。

五、引脚功能

（一）AD363引脚功能

涵盖单端/差分模式选择、数据输出、模拟输入、控制信号等多种功能。

（二）AD364引脚功能

同样包含模式选择、数据模式选择、芯片选择、地址控制等重要功能。

六、设计与操作

（一）设计理念

将数据采集任务分为两部分，优化了各部分性能，提高了生产良率，降低了成本，且标准配置封装便于操作。

（二）系统时序

正常工作流程包括通道地址锁存、转换启动、采样保持控制、转换完成等步骤，通过合理的时序安排可提高吞吐量。

（三）ADC操作

• AD363 - ADC：串行数据在内部时钟上升沿变化，下降沿稳定。
• AD364 - ADC：有通用控制输入（CE、CS和R/C）和内部寄存器控制输入（ (12/8) 和 (A_{O}) ），可控制输出数据格式和转换周期长度。

（四）接口模式

• 标准全控制接口：通过 (overline{CS}) 选择设备， (R/C) 选择功能，CE进行定时控制。
• 独立操作模式：可仅用 (R/C) 控制，有不同的循环方式。

七、应用要点

（一）单端/差分模式控制

可通过内部模拟开关在单端和差分模式间切换，能混合处理单端和差分输入信号。

（二）输入通道寻址

通过特定的地址位选择通道，在通道地址改变时需考虑信号稳定时间。

（三）输入通道地址锁存

利用锁存功能可固定输入通道地址，方便在多设备环境中使用。

（四）采样保持模式控制

采样保持功能可冻结信号，便于转换，也可根据信号变化情况灵活配置。

（五）模拟输入部分偏移调整

在特殊情况下可对模拟输入部分的偏移进行调整，但通常校准在ADC部分进行。

作为电子工程师，在使用AD363/AD364时，需充分了解其特性和规格，根据实际应用需求合理配置和操作，以实现最佳的数据采集效果。你在实际应用中是否遇到过类似产品的使用难题呢？