德州儀器ADS1248IPWR模數(shù)轉(zhuǎn)換器中文資料

德州儀器 (Texas Instruments) 的 ADS1248IPWR 是一種高精度的24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)，廣泛應(yīng)用于各種測(cè)量和監(jiān)控系統(tǒng)。該ADC的具體型號(hào)為ADS1248IPWR，其中“ADS”表示模數(shù)轉(zhuǎn)換器系列，“1248”則指示特定的產(chǎn)品型號(hào)，而“IPWR”代表封裝類(lèi)型為T(mén)SSOP（Thin Shrink Small Outline Package）。

廠商名稱(chēng)：TI德州儀器

元件分類(lèi)：模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)

中文描述： 德州儀器,模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),24位分辨率,8輸入,差分輸入,SPI接口,28引腳,TSSOP封裝

英文描述： 24-Bit,2kSPS,8-Ch Delta-Sigma ADC for Precision Sensor Measurement 28-TSSOP-40 to 125

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ADS1248IPWR中文參數(shù)

ADS1248IPWR概述

ADS1248IPWR是高度集成的精密24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。這些器件具有板載，低噪聲，可編程增益放大器(PGA)，具有單周期建立數(shù)字濾波器的精密delta-sigma(ΔΣ)ADC和內(nèi)部振蕩器。ADS1248IPWR還提供內(nèi)置的，極低的漂移電壓基準(zhǔn)，具有10mA的輸出容量，以及兩個(gè)匹配的可編程電流數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)。這些器件為溫度傳感器應(yīng)用提供了完整的前端解決方案，包括熱電偶，熱敏電阻和電阻溫度檢測(cè)器(RTD)。

一個(gè)輸入多路復(fù)用器支持ADS1248的四個(gè)差分輸入，ADS1247的兩個(gè)，ADS1246的一個(gè)。此外，多路復(fù)用器還具有傳感器斷線(xiàn)檢測(cè)，熱電偶電壓偏置，系統(tǒng)監(jiān)視和通用數(shù)字I/O(ADS1247和ADS1248)。板載低噪聲PGA提供1至128的可選增益。ΔΣ調(diào)制器和可調(diào)數(shù)字濾波器僅在一個(gè)周期內(nèi)穩(wěn)定，使用輸入多路復(fù)用器時(shí)可實(shí)現(xiàn)快速通道循環(huán)，并支持高達(dá)2 kSPS的數(shù)據(jù)速率。對(duì)于20 SPS或更低的數(shù)據(jù)速率，濾波器會(huì)同時(shí)拒絕50 Hz和60 Hz干擾。

產(chǎn)品特性

24位，無(wú)丟碼 可編程數(shù)據(jù)速率高達(dá)2 kSPS

所有數(shù)據(jù)速率的單周期建立 在20 SPS時(shí)同時(shí)抑制50Hz和60Hz

具有8個(gè)(ADS1248)和4個(gè) (ADS1247)獨(dú)立可選輸入的模擬多路復(fù)用器

低噪聲PGA：PGA = 128時(shí)48nV RMS 雙匹配可編程勵(lì)磁電流源

內(nèi)部低漂移2.048V參考電壓： 10 ppm /°C(最大值)

傳感器燒壞檢測(cè) 4或8個(gè)通用I / O(ADS1247，ADS1248)

內(nèi)部溫度傳感器 電源和V REF監(jiān)控(ADS1247，ADS1248)

自我和系統(tǒng)校準(zhǔn) SPI?兼容串行接口

模擬電源：?jiǎn)螛O性(2.7 V至5.25 V)和雙極性(±2.5 V)操作

數(shù)字電源：2.7 V至5.25 V 工作溫度–40°C至125°C

應(yīng)用領(lǐng)域

溫度傳感器測(cè)量：

RTD，熱電偶和熱敏電阻

壓力測(cè)量

流量計(jì)

工廠自動(dòng)化和過(guò)程控制

ADS1248IPWR引腳圖

工作原理

ADS1248IPWR采用高精度的Σ-Δ（Sigma-Delta）轉(zhuǎn)換技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)超采樣和噪聲整形來(lái)實(shí)現(xiàn)高分辨率和高精度。其工作原理如下：

1. 超采樣：輸入模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣率遠(yuǎn)高于奈奎斯特頻率的采樣，以便捕獲更多的信號(hào)信息并減少量化噪聲。

2. 噪聲整形：通過(guò)Σ-Δ調(diào)制器將低頻段的噪聲移動(dòng)到高頻段。調(diào)制器輸出的高頻噪聲可以通過(guò)數(shù)字濾波器有效地濾除。

3. 數(shù)字濾波：內(nèi)部的數(shù)字濾波器對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行濾波，從而提取出高精度的數(shù)字信號(hào)。

這種轉(zhuǎn)換技術(shù)使得ADS1248IPWR在高噪聲環(huán)境下依然能保持優(yōu)異的性能，適用于需要高精度和高可靠性的應(yīng)用場(chǎng)景。

特點(diǎn)

ADS1248IPWR具有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)：

1. 高分辨率和高精度：24位分辨率，能夠提供極高的測(cè)量精度，適用于精密測(cè)量。

2. 多通道輸入：支持8個(gè)差分或16個(gè)單端輸入通道，具有靈活的輸入配置。

3. 低噪聲：內(nèi)置的低噪聲放大器和Σ-Δ調(diào)制器，確保在噪聲環(huán)境下依然能保持優(yōu)異的信號(hào)完整性。

4. 低功耗：集成了多種低功耗模式，適用于電池供電的便攜式設(shè)備。

5. 可編程增益放大器 (PGA)：提供1到128的可編程增益，適應(yīng)不同的輸入信號(hào)強(qiáng)度。

6. 內(nèi)置溫度傳感器：具備溫度補(bǔ)償功能，有助于提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。

7. SPI接口：通過(guò)SPI（Serial Peripheral Interface）總線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，簡(jiǎn)化與微控制器或處理器的連接。

8. 高輸入阻抗：高輸入阻抗設(shè)計(jì)，適用于高阻抗信號(hào)源的測(cè)量。

應(yīng)用

ADS1248IPWR的高精度和多功能性使其適用于廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，包括但不限于以下幾個(gè)領(lǐng)域：

1. 工業(yè)自動(dòng)化：用于傳感器數(shù)據(jù)采集，如溫度、壓力、流量等參數(shù)的精密測(cè)量。

2. 醫(yī)療設(shè)備：用于生物電信號(hào)的采集，如心電圖 (ECG) 和腦電圖 (EEG) 等。

3. 環(huán)境監(jiān)測(cè)：應(yīng)用于氣體傳感器、污染檢測(cè)和氣象站等環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備中。

4. 消費(fèi)電子：適用于高端音頻設(shè)備、便攜式儀器儀表等。

5. 能源管理：應(yīng)用于電池管理系統(tǒng) (BMS)、太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和控制。

參數(shù)

ADS1248IPWR的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)如下：

1. 分辨率：24位

2. 輸入通道：8個(gè)差分輸入或16個(gè)單端輸入

3. 采樣率：最高可達(dá)2kSPS（千次采樣每秒）

4. 輸入電壓范圍：與供電電壓相關(guān)，一般為0V至VDD

5. 供電電壓：2.7V至5.25V

6. 功耗：

• 正常模式下：約2.5mW

• 待機(jī)模式下：約0.05mW

7. 噪聲性能：在低速率模式下，噪聲密度可低至幾nV/√Hz

8. 溫度范圍：-40°C至+125°C

9. 接口類(lèi)型：SPI

詳細(xì)描述

輸入配置

ADS1248IPWR支持靈活的輸入配置，可以選擇差分或單端模式。在差分模式下，可以消除共模噪聲，提高信號(hào)的測(cè)量精度。單端模式下則可以提供更多的輸入通道，適用于多點(diǎn)測(cè)量。

可編程增益放大器 (PGA)

PGA提供從1到128的增益設(shè)置，可以根據(jù)輸入信號(hào)的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保ADC在最佳范圍內(nèi)工作。這樣不僅提高了弱信號(hào)的可測(cè)性，還能避免強(qiáng)信號(hào)的飽和。

數(shù)字濾波器

內(nèi)置的數(shù)字濾波器提供多種濾波選項(xiàng)，包括同步濾波器和非同步濾波器。同步濾波器適用于頻率已知的噪聲源，而非同步濾波器則更靈活，適用于復(fù)雜的噪聲環(huán)境。

溫度傳感器

ADS1248IPWR集成了一個(gè)溫度傳感器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)芯片溫度，并提供溫度補(bǔ)償功能。這對(duì)于環(huán)境溫度變化較大的應(yīng)用場(chǎng)景尤為重要，有助于保持測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

校準(zhǔn)功能

內(nèi)部的校準(zhǔn)功能包括自校準(zhǔn)和系統(tǒng)校準(zhǔn)，可以消除偏移和增益誤差。自校準(zhǔn)功能在芯片內(nèi)部完成，系統(tǒng)校準(zhǔn)則需要外部參考信號(hào)。通過(guò)校準(zhǔn)可以確保ADC長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

封裝和引腳

ADS1248IPWR采用TSSOP封裝，具有以下引腳配置：

• 電源引腳：VDD和GND

• 輸入引腳：AIN0至AIN15（多通道輸入）

• SPI接口引腳：SDI、SDO、SCLK和CS

• 控制引腳：START、RESET和DRDY

這種封裝形式不僅節(jié)省空間，還提供了足夠的引腳數(shù)量，滿(mǎn)足復(fù)雜應(yīng)用的需求。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

在使用ADS1248IPWR進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需注意以下幾點(diǎn)：

1. 電源去耦：在VDD和GND之間添加去耦電容，降低電源噪聲對(duì)ADC性能的影響。

2. PCB布局：確保模擬部分和數(shù)字部分的合理隔離，避免數(shù)字噪聲干擾模擬信號(hào)。

3. 輸入保護(hù)：對(duì)于高壓或可能產(chǎn)生瞬態(tài)過(guò)壓的輸入信號(hào)，需增加保護(hù)電路，如TVS二極管或限流電阻。

4. 接地設(shè)計(jì)：采用單點(diǎn)接地方式，減少地電位差異對(duì)測(cè)量的影響。

小結(jié)

德州儀器的ADS1248IPWR是一款高性能的24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，憑借其高精度、多通道、低噪聲和低功耗等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)和消費(fèi)電子等領(lǐng)域。其靈活的配置和強(qiáng)大的功能使其在各種復(fù)雜應(yīng)用中能夠提供可靠的解決方案。通過(guò)合理的電路設(shè)計(jì)和PCB布局，可以充分發(fā)揮ADS1248IPWR的性能，滿(mǎn)足嚴(yán)苛的測(cè)量要求。