3 V to 5 V Single Supply, 200 kSPS 8-Channel, 12-Bit Sampling ADCs The AD7859AP is a 12-bit, high-speed, low-power, successive approximation analog-to-digital converter (ADC) manufactured by Analog Devices (ADI). It features a maximum sampling rate of 200 kSPS (kilo samples per second) and operates from a single +5V power supply. The device includes an on-chip track-and-hold amplifier, a 12-bit capacitor-based DAC, and a successive approximation register (SAR). It offers a parallel interface for easy connection to microprocessors and DSPs. The AD7859AP is available in a 28-lead plastic DIP (Dual In-line Package) and operates over the industrial temperature range of -40°C to +85°C. It is designed for applications requiring high-speed data acquisition, such as industrial control systems, medical instruments, and communication systems.

3 V to 5 V Single Supply, 200 kSPS 8-Channel, 12-Bit Sampling ADCs# AD7859AP - 12-Bit, 200 kSPS ADC Technical Documentation

*Manufacturer: Analog Devices Inc. (ADI)*

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The AD7859AP is a 12-bit, 200 kSPS successive approximation analog-to-digital converter (ADC) that finds extensive application in medium-speed data acquisition systems. Its primary use cases include:

 Precision Measurement Systems 
- Industrial process control instrumentation requiring 12-bit resolution
- Temperature monitoring systems with multiple sensor inputs
- Pressure and flow measurement applications
- Laboratory test and measurement equipment

 Multi-Channel Data Acquisition 
- 8 single-ended or 4 differential input channels
- Automated channel sequencing for multi-point monitoring
- Real-time data logging systems
- Environmental monitoring stations

 Portable and Battery-Powered Applications 
- Medical monitoring devices (patient vital signs)
- Portable instrumentation with power cycling requirements
- Field data collection equipment

### Industry Applications

 Industrial Automation 
- PLC analog input modules
- Motor control feedback systems
- Process variable monitoring (4-20mA loops)
- Quality control inspection systems

 Medical Electronics 
- Patient monitoring equipment
- Diagnostic instrument front-ends
- Portable medical devices requiring low power operation

 Communications Systems 
- Base station monitoring and control
- RF power measurement
- Signal conditioning monitoring

 Automotive Systems 
- Sensor interface modules
- Battery management systems
- Diagnostic equipment

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  High Integration : Includes 8-channel multiplexer, track/hold, and reference
-  Low Power Operation : 9mW typical at 200 kSPS, 25μW in standby mode
-  Flexible Interface : Parallel and serial interface options
-  Single Supply Operation : +2.7V to +5.25V supply range
-  Small Package : 28-pin PDIP package for easy prototyping

 Limitations: 
-  Speed Constraint : Maximum 200 kSPS may be insufficient for high-speed applications
-  Resolution : 12-bit resolution limits dynamic range for precision applications
-  Input Range : Limited to 0V to VREF input range without external conditioning
-  Temperature Range : Commercial temperature grade (0°C to +70°C)

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Power Supply Decoupling 
-  Pitfall : Inadequate decoupling causing noise and accuracy degradation
-  Solution : Use 10μF tantalum and 0.1μF ceramic capacitors close to power pins
-  Implementation : Place decoupling within 5mm of VDD and DGND pins

 Reference Voltage Stability 
-  Pitfall : Using noisy or unstable reference affecting conversion accuracy
-  Solution : Implement reference buffer with proper decoupling
-  Implementation : 10μF capacitor from REFIN/REFOUT to AGND

 Analog Input Protection 
-  Pitfall : Input overvoltage damaging ADC front-end
-  Solution : Series resistors and clamping diodes on analog inputs
-  Implementation : 100Ω series resistors with Schottky diodes to supply rails

### Compatibility Issues with Other Components

 Microcontroller Interface 
-  Issue : Timing compatibility with modern microcontrollers
-  Resolution : Use appropriate wait states or DMA for parallel interface
-  Alternative : Utilize serial interface for simpler connection

 Mixed-Signal Grounding 
-  Issue : Digital noise coupling into analog signals
-  Resolution : Implement star ground point and separate analog/digital grounds
-  Implementation : Connect AGND and DGND at single point near power supply

 Voltage Reference Compatibility 
-  Issue : External reference drive capability requirements
-  Resolution : Use buffer amplifier for external references
-  Implementation : Op-amp

3 V to 5 V Single Supply, 200 kSPS 8-Channel, 12-Bit Sampling ADCs The AD7859AP is a 12-bit analog-to-digital converter (ADC) manufactured by Analog Devices. It features a successive approximation architecture and operates with a single +5V power supply. The device has a maximum sampling rate of 200 kSPS (kilo samples per second) and includes an on-chip track-and-hold amplifier. It offers a parallel interface for data output and is designed for applications requiring high-speed, high-accuracy data conversion. The AD7859AP is available in a 28-pin plastic DIP (Dual In-line Package) and operates over a temperature range of -40°C to +85°C. Key specifications include a typical power consumption of 60 mW and an integral nonlinearity (INL) of ±1 LSB (Least Significant Bit).

3 V to 5 V Single Supply, 200 kSPS 8-Channel, 12-Bit Sampling ADCs# AD7859AP Technical Documentation

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The AD7859AP is a 12-bit, high-speed analog-to-digital converter (ADC) that finds extensive application in precision measurement systems. Its primary use cases include:

 Data Acquisition Systems 
- Industrial process monitoring with sampling rates up to 200 kSPS
- Multi-channel sensor interfaces (8 single-ended/4 differential inputs)
- Real-time control systems requiring simultaneous sampling capability

 Medical Instrumentation 
- Patient monitoring equipment (ECG, EEG, blood pressure monitors)
- Portable medical devices leveraging the component's low power consumption (15 mW typical)
- Diagnostic imaging systems requiring high signal integrity

 Test and Measurement Equipment 
- Digital oscilloscopes and spectrum analyzers
- Automated test equipment (ATE) systems
- Precision calibration instruments

### Industry Applications

 Industrial Automation 
- Process control systems (4-20 mA loop monitoring)
- Motor control feedback systems
- Temperature and pressure monitoring in manufacturing environments
-  Advantage : Robust performance in noisy industrial environments due to integrated digital filtering
-  Limitation : Requires external anti-aliasing filters for high-frequency noise rejection

 Communications Systems 
- Base station power amplifier linearization
- Software-defined radio (SDR) implementations
- Digital receiver systems
-  Advantage : Excellent dynamic performance (70 dB SINAD) for signal processing applications
-  Limitation : Limited input bandwidth (1 MHz) restricts use in RF applications

 Automotive Electronics 
- Engine control unit (ECU) sensor interfaces
- Battery management systems in electric vehicles
- Advanced driver assistance systems (ADAS)
-  Advantage : Wide temperature range (-40°C to +85°C) suitable for automotive environments
-  Limitation : Requires careful power supply decoupling for automotive electrical noise

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  High Integration : Includes on-chip reference, clock, and track/hold circuitry
-  Flexible Interface : Parallel and serial interface options
-  Low Power : Multiple power-down modes for portable applications
-  Calibration Features : On-demand calibration routines for long-term stability

 Limitations: 
-  Input Range : Limited to ±VREF input voltage range
-  Speed Constraints : Not suitable for ultra-high-speed applications (>200 kSPS)
-  Complex Configuration : Requires careful register programming for optimal performance

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Power Supply Issues 
-  Pitfall : Inadequate decoupling causing noise and performance degradation
-  Solution : Use 10 μF tantalum and 0.1 μF ceramic capacitors at each power pin
-  Implementation : Place decoupling capacitors within 5 mm of device pins

 Reference Voltage Stability 
-  Pitfall : Reference noise affecting ADC accuracy
-  Solution : Implement reference buffer with low-noise op-amp (OP177 recommended)
-  Implementation : Use separate analog and digital ground planes

 Clock Management 
-  Pitfall : Clock jitter degrading SNR performance
-  Solution : Use crystal oscillator instead of RC circuits for clock generation
-  Implementation : Keep clock traces short and away from analog inputs

### Compatibility Issues with Other Components

 Microcontroller Interfaces 
-  Issue : Timing mismatches with modern high-speed processors
-  Resolution : Use wait states or FIFO buffers for timing synchronization
-  Compatible MCUs : 8051, PIC, ARM Cortex-M series with appropriate interface timing

 Analog Front-End Components 
-  Operational Amplifiers : Requires rail-to-rail op-amps for full input range utilization
-  Recommended : AD8628 for precision applications, AD8031 for high-speed requirements
-  Multiplexers : ADG708/ADG709 compatible for input channel expansion