【問】TI的ADS1202

ADS1202是美國德州儀器公司(TI)生產(chǎn)的1-Bit 10MHz 2階Δ-∑精密信號調(diào)節(jié)器芯片。文中詳細介紹了ADS1202的技術(shù)特點、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理和實際應用方法,同時提高了在設計電路時使用ADS1202需要特別注意的技術(shù)問題。
在調(diào)節(jié)速率為10MHz、數(shù)字濾波器帶寬為10kHz情況下,該器件可保持12bit的有效分辨率。ADS1202適合用于中等分辨率的測量,其應用領域包括:電機電樞電流測量、通用電流測量、精密轉(zhuǎn)換測量、工業(yè)過程控制、重量測量、印刷和便攜儀器、壓力傳感器測量等。
主要特性及內(nèi)部結(jié)構(gòu)ADS1202是單通道、2階、CMOS模擬調(diào)節(jié)器,主要特性如下:*具有16bit分辨率;*具有13bit線性度;*具有分辨率/速度交替切換功能:10bit有效分辨率時具有20μs的信號延遲;12bit有效分辨率時具有77μs的信號延遲;*使用5V單電源是的輸入范圍為±250mV;*增益誤差為2%;*具有四種不同方式的串行接口;*可由分解相位或曼徹斯特譯碼實現(xiàn)成對的二進制譯碼,適用于一線接口連接。 ADS1202采用8腳TSSOP封裝,其外形和管腳排列圖1所示,各管腳的功能如表1所列,由于ESD可能造成器件損壞,故在使用時要采取適當?shù)姆婪洞胧?。? 管腳功能 ADS1202的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖2所示,從圖中可以看出:該芯片由2階Δ-∑調(diào)節(jié)器、20MHz的RC振蕩器、接口電路、2.5基準電壓源以及一個緩沖器組成。應用時,芯片的工作電壓不允許超過6V,數(shù)字輸入電壓范圍:GND-0.3V~VDD+0.3V,模擬輸入電壓范圍:GND-0.4V~VDD+0.3V,芯片的功耗為0.25W。
工作原理 ADS1202用一個用關電容電路來完成差分模擬輸入,這個開關電容可實現(xiàn)2階調(diào)節(jié)過程,它可將輸入信號數(shù)字經(jīng)為一個1-bit數(shù)字流。取樣時鐘信號(MCLK)提供開關電流網(wǎng)絡,而調(diào)帛時鐘信號用于A/D變換過程,也作為輸出的數(shù)據(jù)幀時鐘,時鐘源可位于芯片內(nèi)部也可位于芯片外部。時鐘的差頻允許隨著解決方案和信號帶寬變化。模擬輸入信號被調(diào)節(jié)器連續(xù)取樣并與內(nèi)部基準電壓進行比較。數(shù)字流出現(xiàn)在變換器的輸出端,它精確地表示了模擬輸入電壓隨時間的變化情況。調(diào)節(jié)器 在以方式3工作時,調(diào)節(jié)器的取樣頻率(CLK)范圍在幾MHz~12MHz之間。根據(jù)時鐘應用的要求可以減小MCLK頻率,但外部的MCLK必需為調(diào)節(jié)器頻率的兩倍。調(diào)帛技術(shù)基于2階、充電平衡A/D變換器,其設計構(gòu)想如圖4所示。1bit數(shù)據(jù)變換器(DAC)的模擬輸入電壓和輸出電壓被積分后,在X2和X3處提供了一個模擬電壓。這一模擬電壓出現(xiàn)在他們各自的積分器上,這些積分的輸出以正或負方向變化。當X4處的信號值等于比較器的基準電壓時,比較器的輸出從負變?yōu)檎驈恼優(yōu)樨撚伤某跏紶顟B(tài)決定。當比較器的輸出值從高變?yōu)榈蜁r,1bit DAC對下一個時鐘脈沖的響應由X6處的模擬輸出電壓充電決定,促使積分相應的方向進行。調(diào)節(jié)器對積分器前端的反饋將迫使積分器輸出端的值去跟蹤輸入的平均值。
既然是采樣,應該是工控領域吧。