3 V/5 V, 1 mW 2-/3-Channel 16-Bit, Sigma-Delta ADCs The AD7705B is a 16-bit sigma-delta analog-to-digital converter (ADC) manufactured by Analog Devices (AD). It is designed for low-frequency measurement applications and features two fully differential input channels. The device includes a programmable gain amplifier (PGA) with gains from 1 to 128, allowing it to handle input signals directly from sensors without requiring signal conditioning. The AD7705B operates from a single 2.7 V to 5.25 V supply and consumes very low power, making it suitable for battery-powered applications. It supports a serial interface for communication with microcontrollers or other digital systems. The ADC has a resolution of 16 bits and provides a maximum output data rate of 500 Hz. It also includes on-chip calibration features to ensure accuracy and stability over time. The AD7705B is available in a 16-lead SOIC package.

3 V/5 V, 1 mW 2-/3-Channel 16-Bit, Sigma-Delta ADCs# AD7705BN Technical Documentation

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The AD7705BN is a complete analog front-end for low-frequency measurement applications, primarily serving as a bridge between sensors and digital systems in precision measurement scenarios.

 Primary Use Cases: 
-  Strain Gauge Measurements : Ideal for load cells and pressure sensors requiring 16-bit resolution
-  Thermocouple Interfaces : Direct connection to thermocouples with built-in programmable gain amplifier (PGA)
-  RTD Temperature Sensing : Compatible with 2-wire, 3-wire, and 4-wire RTD configurations
-  Industrial Process Control : 4-20mA current loop monitoring and process variable measurement
-  Weigh Scale Systems : High-precision weight measurement with excellent noise performance

### Industry Applications
 Industrial Automation 
- PLC analog input modules
- Motor control feedback systems
- Level transmitters and position sensors
- Vibration monitoring equipment

 Medical Devices 
- Patient monitoring equipment
- Portable medical instruments
- Diagnostic equipment requiring low-power operation

 Test and Measurement 
- Portable data loggers
- Environmental monitoring systems
- Laboratory instrumentation

 Consumer Electronics 
- Smart home sensors
- Fitness equipment weight measurement
- Automotive sensor interfaces

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  High Resolution : 16-bit no missing codes performance
-  Low Power Consumption : 1mA typical current at 3V supply
-  Integrated Features : Complete front-end with PGA, modulator, and digital filter
-  Flexible Input Ranges : Programmable gain from 1 to 128
-  Single Supply Operation : 2.7V to 5.25V operation range
-  Low Noise : 150nV RMS noise at gain = 128

 Limitations: 
-  Limited Speed : Maximum output word rate of 500Hz
-  Channel Count : Only 2 differential input channels
-  Interface Complexity : Requires careful SPI timing implementation
-  Calibration Requirements : Needs periodic calibration for highest accuracy
-  Temperature Sensitivity : Requires temperature compensation in precision applications

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Pitfall 1: Inadequate Reference Voltage Stability 
-  Problem : Poor reference voltage selection leading to measurement drift
-  Solution : Use low-noise, low-drift reference ICs (e.g., ADR421, REF19x series)
-  Implementation : Ensure reference voltage stability better than 10ppm/°C

 Pitfall 2: Improper Filtering 
-  Problem : Aliasing and noise issues due to insufficient anti-aliasing filtering
-  Solution : Implement RC filters at analog inputs (cutoff frequency < 1/2 sampling rate)
-  Implementation : Use 1kΩ series resistor with 100nF capacitor to ground

 Pitfall 3: Clock Source Issues 
-  Problem : Crystal oscillator instability affecting conversion accuracy
-  Solution : Use high-stability crystals (20ppm or better) with proper load capacitors
-  Implementation : Place crystal close to device with proper grounding

 Pitfall 4: Power Supply Noise 
-  Problem : Digital noise coupling into analog sections
-  Solution : Implement separate analog and digital power planes with ferrite beads
-  Implementation : Use 10μF tantalum + 100nF ceramic capacitors at each power pin

### Compatibility Issues with Other Components

 Microcontroller Interfaces 
-  SPI Timing : Ensure microcontroller SPI clock meets AD7705BN timing requirements
-  Voltage Level Matching : Verify logic level compatibility between devices
-  Interface Speed : Maximum SCLK frequency of 2.1MHz at 5V supply

 Sensor Compatibility 
-  Input Voltage Range : Ensure sensor output doesn't