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ADS1240和ADS124都是模拟数字转换器

时间:2019-5-22, 来源:互联网, 文章类别:元器件知识库

ADS1240和ADS1241具有精密,宽动态范围,delta-sigma,具有24位分辨率的模数(A / D)转换器工作电压为2.7V至5.25V。 delta-sigma A / D.转换器提供高达24位的无丢失代码性能有效分辨率为21位。输入通道是多路复用的。内部缓冲可以选择为直接连接提供非常高的输入阻抗传感器或低电平电压信号。倦怠电流源提供允许检测开路或短路传感器。8位数模转换器(D / A)提供偏移校正,其范围为满量程范围(FSR)的50%。可编程增益放大器(PGA)提供可选增益1到128,有效分辨率为19位,增益为128使用二阶Δ-Σ调制器和可编程有限脉冲响应(FIR)滤波器完成A / D转换提供同时50Hz和60Hz的陷波。参考输入是差分的,可用于比率转换。串行接口与SPI兼容。最多8位数据还提供了可用于输入或输出的I / O.该ADS1240和ADS1241专为智能变送器,工业过程控制,应用称重秤,色谱仪和便携式仪器仪表中的高分辨率测量应用设计。

特征

24个没有丢失的代码

同时50Hz和60Hz的拒绝(-90dB MINIMUM)

0.0015%INL

21 BITS有效解决方案(PGA = 1),19位(PGA = 128)

PGA从1到128增益

单循环沉降

可编程数据输出速率

外部差别参考,0.1V至5V

片上校准

SPI™兼容

2.7V至5.25V供电范围

600μW功耗

注意八个输入通道

最多8个数据I / O.

应用

工业过程控制

重量比例

液/气相色谱

血液分析

SMART TRANSMITTERS

便携式仪器

引脚配置(ADS1240)

引脚配置(ADS1241)

输入多路复用器提供在任何输入通道上选择的差分输入的任何组合,如下图所示。例如,如果选择AIN0作为正差分输入通道,任何其他通道都可以选择作为差分输入的负端子渠道。使用这种方法,最多可以有八个单端输入通道或四个独立差分ADS1241的输入通道和四个单端输入通道或两个独立的差分输入通道ADS1240。请注意,AINCOM可以视为输入渠道。

ADS1240和ADS1241具有单周期稳定功能数字滤波器,在第一次转换时提供有效数据在新频道选择之后。为了尽量减少建立错误,将MUX更改同步到转换开始,由DRDY的下降沿表示。在换句话说,通过WREG发出MUX变更DRDY变为低电平后立即命令最小化解决错误。增加转换之间的时间开始(DRDY变为低电平)并且MUX更改命令(tDELAY)导致转换中的建立错误数据,如上图所示。

烧毁当前的来源倦怠电流源可用于检测传感器短路或开路条件。设置职业倦怠SETUP寄存器中的电流源(BOCS)位激活两个2μA电流源称为燃尽电流源。一电流源连接到转换器的负输入,另一个连接到转换器积极的投入。

下图显示了开路传感器的情况。这个是多种远程连接传感器的潜在故障模式。正输入的当前来源起作用作为一个上拉,导致积极的输入转为正面模拟电源,负输入电流源充当下拉,导致负输入地面。因此ADS1240 / 41输出满量程。

下图显示了一个短路传感器。由于输入是ADS1240 / 41信号短路且电位相同输出大约为零。(注意代码为由于内部序列,短路输入不完全为零电阻,低电平噪声和其他误差源。)

没有缓冲器的ADS1240 / 41的输入阻抗使能约为5MΩ/ PGA。 对于需要的系统ADS1240 / 41提供极高的输入阻抗斩波稳定的差分FET输入电压缓冲器。 什么时候激活后,缓冲器会提升ADS1240 / 41输入阻抗大约5GΩ。缓冲器的输入范围约为50mV至AVDD - 1.5V。缓冲区的线性度将降低到此范围之外。应调整差分信号以使两个信号均匀在缓冲区的输入范围内。可以使用BUFEN引脚或者使用BUFEN使能缓冲器ACR寄存器中的BUFEN位。当缓冲区打开时BUFEN引脚为高电平且BUFEN位置1 如果BUFEN引脚为低电平,缓冲器禁用。如果BUFEN位是设置为零,缓冲区也被禁用。

缓冲区在激活时会消耗额外的电流。该缓冲器所需的电流取决于PGA设置。当PGA设置为1时,缓冲区大约使用50μA;当PGA设置为128时,缓冲器使用大约500μA。PGA可编程增益放大器(PGA)可设置为增益1,2,4,8,16,32,64或128.使用PGA可以改善A / D转换器的有效分辨率。例如,用PGA为1的5V满量程信号,A / D转换器即可降低到1μV。 PGA为128,满量程信号对于39mV,A / D转换器可以分辨到低至75nV。AVDDPGA设置高于4时电流增加。OFFSET DACPGA的输入可以移动满量程输入的一半使用偏移DAC(ODAC)寄存器的PGA范围。该ODAC寄存器是一个8位值; MSB是标志和七个LSB提供偏移的幅度。使用偏移DAC不会降低A / D的性能转换器。

校准可以最大限度地减少偏移和增益误差。ADS1240和ADS1241均支持自身和系统校准。ADS1240和ADS1241的自校准可校正内部失调和增益误差,并由三个命令处理:SELFCAL,SELFGAL和SLEFOCAL。SELFCAL命令执行偏移和增益校准。SELFGCAL执行增益校准,SELFOCAL执行偏移校准,每个校准需要两个tDATA周期完成 在自校准期间,ADC输入在内部与输入引脚断开。PGA必须设置为在发出SELFCAL或SELFGCAL命令之前1。任何发出SELFOCAL命令时允许PGA。对于例如,如果使用PGA = 64,则首先设置PGA = 1并发出。SELFGCAL。然后设置PGA = 64并发出SELFOCAL。

对于参考电压大于(AVDD - 1.5)伏特,在增益自校准期间还必须关闭缓冲器,以避免超出缓冲器输入范围。系统校准可校正内部和外部偏移并获得错误。在执行系统校准时,必须将适当的信号应用于输入。系统偏移校准命令(SYSOCAL)需要零输入差分信号(见表IV,第18页)。然后计算偏移量,使系统中的偏移量无效。系统增益校准命令(SYSGCAL)需要一个正数满量程输入信号。然后它计算一个值以使其无效在系统中获得错误。这些校准中的每一个都需要两个

tDATA期间完成。建议在较高的PGA下进行系统增益校准,以获得最佳增益校准。上电后应进行校准,改变温度,或PGA的变化。 RANGE位(ACR位2)校准期间必须为零。校准消除了ODAC的影响;因此,在校准期间禁用ODAC,然后再次启用校准完成。校准完成后,DRDY信号变低,表示校准已完成。之后的第一个数据应该丢弃校准,因为它可能已损坏过滤器中剩余的校准数据。第二个数据是永远有效。外部电压参考ADS1240和ADS1241需要外部电压参考。电压参考值的选择是通过ACR寄存器制作。外部参考电压为差分电压,由引脚之间的电压差。

下图显示了通用的典型示意图使用ADS1240称重应用。在这个例子中,内部PGA设置为64或128(取决于负载传感器的最大输出电压)使称重传感器,通用称重秤的示意图。

高精度称重秤的方框图


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