【问】TI的ADS1202
ADS1202是美国德州仪器公司(TI)生产的1-Bit 10MHz 2阶Δ-∑精密信号调节器芯片。文中详细介绍了ADS1202的技术特点、内部结构、工作原理和实际应用方法,同时提高了在设计电路时使用ADS1202需要特别注意的技术问题。
在调节速率为10MHz、数字滤波器带宽为10kHz情况下,该器件可保持12bit的有效分辨率。ADS1202适合用于中等分辨率的测量,其应用领域包括:电机电枢电流测量、通用电流测量、精密转换测量、工业过程控制、重量测量、印刷和便携仪器、压力传感器测量等。
主要特性及内部结构ADS1202是单通道、2阶、CMOS模拟调节器,主要特性如下:*具有16bit分辨率;*具有13bit线性度;*具有分辨率/速度交替切换功能:10bit有效分辨率时具有20μs的信号延迟;12bit有效分辨率时具有77μs的信号延迟;*使用5V单电源是的输入范围为±250mV;*增益误差为2%;*具有四种不同方式的串行接口;*可由分解相位或曼彻斯特译码实现成对的二进制译码,适用于一线接口连接。 ADS1202采用8脚TSSOP封装,其外形和管脚排列图1所示,各管脚的功能如表1所列,由于ESD可能造成器件损坏,故在使用时要采取适当的防范措施。表1 管脚功能 ADS1202的内部电路结构如图2所示,从图中可以看出:该芯片由2阶Δ-∑调节器、20MHz的RC振荡器、接口电路、2.5基准电压源以及一个缓冲器组成。应用时,芯片的工作电压不允许超过6V,数字输入电压范围:GND-0.3V~VDD+0.3V,模拟输入电压范围:GND-0.4V~VDD+0.3V,芯片的功耗为0.25W。
工作原理 ADS1202用一个用关电容电路来完成差分模拟输入,这个开关电容可实现2阶调节过程,它可将输入信号数字经为一个1-bit数字流。取样时钟信号(MCLK)提供开关电流网络,而调帛时钟信号用于A/D变换过程,也作为输出的数据帧时钟,时钟源可位于芯片内部也可位于芯片外部。时钟的差频允许随着解决方案和信号带宽变化。模拟输入信号被调节器连续取样并与内部基准电压进行比较。数字流出现在变换器的输出端,它精确地表示了模拟输入电压随时间的变化情况。调节器 在以方式3工作时,调节器的取样频率(CLK)范围在几MHz~12MHz之间。根据时钟应用的要求可以减小MCLK频率,但外部的MCLK必需为调节器频率的两倍。调帛技术基于2阶、充电平衡A/D变换器,其设计构想如图4所示。1bit数据变换器(DAC)的模拟输入电压和输出电压被积分后,在X2和X3处提供了一个模拟电压。这一模拟电压出现在他们各自的积分器上,这些积分的输出以正或负方向变化。当X4处的信号值等于比较器的基准电压时,比较器的输出从负变为正或从正变为负由它的初始状态决定。当比较器的输出值从高变为低时,1bit DAC对下一个时钟脉冲的响应由X6处的模拟输出电压充电决定,促使积分相应的方向进行。调节器对积分器前端的反馈将迫使积分器输出端的值去跟踪输入的平均值。
既然是采样,应该是工控领域吧。