تحليل متعمق لمُحوِّلات الإشارة التناظرية إلى الرقمية عالية الدقة من نوع ΔΣ

^{5 سبتمبر 2025 أخبار مع زيادة الطلب على القياس الدقيق في التشغيل الآلي الصناعي وتطبيقات إنترنت الأشياء،أصبحت محولات التناظرية إلى الرقمية عالية الدقة مكونات أساسية لنظم استشعار مختلفةتحويل ADS1230IPWR 24 بت ΔΣ التناظرية إلى الرقمية، مع أدائه الصوتية الاستثنائية وخصائص طاقة منخفضة، توفر حلول تحويل إشارة موثوقة للوزن الدقيق,الكشف عن الضغط، وتطبيقات القياس الصناعية. يدعم الجهاز مجموعة واسعة من إمدادات الطاقة من 2.7 فولت إلى 5.3 فولت، ويدمج مكبر مكاسب قابل للبرمجة ومذبذب داخلي،و يصل إلى 23.5 بت فعال عند معدل خروج 10SPS.}

^{1أداء تحويل عالي الدقة
يستخدم ADS1230IPWR تقنية تعديل ΔΣ المتقدمة لتوفير دقة 24 بت بدون ضياع في الرمز. عند معدل إنتاج البيانات 10SPS ، يحقق 23.5 بت من الدقة الفعالة.تلبية المتطلبات الصارمة لتطبيقات التوزيع الدقيق وقياس الضغطيضمن جهاز PGA منخفض الضوضاء في الجهاز سلامة الإشارة أثناء تضخيم الإشارة الصغيرة.}

^{2التصميم المتكامل
يدمج هذا ADC واجهة قياس كاملة ، بما في ذلك مكبر مكاسب قابل للبرمجة ، و ΔΣ عاكس من النظام الثاني ، والمرشح الرقمي.المذبذب الداخلي يزيل الحاجة إلى مكونات ساعة خارجيةيقدم الجهاز أيضًا ميزات إضافية مثل جهاز استشعار درجة الحرارة ونمط إيقاف التشغيل.}

^{3.خصائص الطاقة المنخفضة
باستخدام بنية خاصة منخفضة الطاقة ، فإنه يستهلك 1.3mW فقط عادةً عند فولت إمدادات 5 فولت. يدعم أوضاع توفير الطاقة المتعددة ، بما في ذلك وضع الاستعداد وأوضاع التوقف عن التشغيل ،تمديد وقت التشغيل بشكل كبير في التطبيقات التي تعمل بالبطاريات.}

^{ووفقا لبيانات الاختبار المقدمة من الشركة المصنعة، يظهر جهاز ADS1230IPWR أداءً ممتازًا للضوضاء في ظل ظروف تشغيل نموذجية. ظروف الاختبار هي: درجة الحرارة المحيطة +25 درجة مئوية،فولتاج التغذية التناظرية (AVDD) وفولتاج التغذية الرقمية (DVDD) على حد سواء عند 5 فولت، الجهد المرجعي (REFP) عند 5 فولت، والجهد المرجعي السلبي (REFN) متصل بالأرض التناظرية (AGND).}

^{تحليل أداء الضوضاء
الشكل 1: أداء الضوضاء عند معدل بيانات 10SPS}

^{تحديد المكاسب: PGA = 64}

^{معدل إخراج البيانات: 10SPS}

^{أداء الضوضاء: تقلبات رمز الإخراج تبقى ضمن ± 2 LSB}

^{ميزة: استقرار عال للغاية في وضع أخذ العينات منخفض السرعة، مناسب لتطبيقات القياس عالية الدقة}

^{الشكل 2: أداء الضوضاء عند معدل بيانات 80SPS}

^{تحديد المكاسب: PGA = 64}

^{معدل إخراج البيانات: 80SPS}

^{أداء الضوضاء: تقلبات رمز الإخراج حوالي ±4 LSB}

^{الميزة: يحافظ على أداء جيد للضوضاء حتى عند معدلات أخذ العينات العالية ، مما يلبي متطلبات القياس السريع}

^{ملخص الأداء}

^{يظهر الجهاز خصائص ضوضاء ممتازة عند ضبط مكاسب عالية من PGA = 64 ، سواء في معدلات بيانات 10SPS أو 80SPS.}

^{يظهر وضع 10SPS أداءً صوتيًا متفوقًا ، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب متطلبات دقة عالية للغاية.}

^{يوفر وضع 80SPS توازنًا جيدًا بين السرعة والدقة ، وهو مناسب للتطبيقات التي تتطلب معدلات أخذ عينات أسرع.}

^{تؤكد بيانات الاختبار موثوقية الجهاز واستقراره في تطبيقات القياس الدقيق.}

^{هذه الخصائص تجعل ADS1230IPWR مناسبة بشكل خاص للتطبيقات التي تتطلب تحويل دقة عالية من التناظرية إلى الرقمية ، مثل الميزانات الإلكترونية ، أجهزة استشعار الضغط ،ومراقبة العمليات الصناعية.}

^{1قناة معالجة الإشارة}

^{المدخلات التفاضلية: AINP/AINN تتصل مباشرة بإشارات المستشعرات}

^{مكاسب قابلة للبرمجة: خيارات مكاسب 64/128 × لتحسين تضخيم الإشارة الصغيرة}

^{تحويل دقة عالية: ΔΣ محول يحقق تحويل 24 بت بدون كود مفقود}

^{2الإشارة والساعة}

^{إدخال المرجعية: REFP/REFN دعم مصادر مرجعية خارجية}

^{نظام الساعة: يدعم مذبذب مدمج معدلات 10/80SPS قابلة للاختيار}

3تصميم الطاقة

إمدادات الطاقة المستقلة: AVDD (الأنقولي) و DVDD (الرقمي) مع مدخلات طاقة منفصلة

فصل الأرض: AGND و DGND مع الترسانة المستقلة للحد من تداخلات الضوضاء

^{4المزايا الأساسية}

^{التكامل العالي: يقلل من متطلبات المكونات الخارجية}

^{تصميم منخفض للضوضاء: الضوضاء < ± 2 LSB عند PGA = 64}

^{التشغيل منخفض الطاقة: استهلاك الطاقة النموذجي 1.3mW}

^{تكوين مرن: مكاسب قابلة للبرمجة ومعدل البيانات}

^{توفر هذه الهندسة المعمارية حلًا كاملًا للقياس الدقيق ، وهو مناسب بشكل خاص لتطبيقات الوزن والكشف عن الضغط.}

^{وصف هيكل الدوائر}
 

^{جهاز ADS1230IPWR يتبنى تصميم مدخل فولتاج مرجعية متباينة، يتكون من محطتين مدخلين رئيسيين:}

الخصائص الأساسية للتصميم

^{1مدخلات عالية الاندفاع:}

^{مدخلات المرجعية تتميز بتصميم مقاومة عالية}

^{يقلل من تأثيرات التحميل على مصدر المرجعية}

^{يضمن استقرار الجهد المرجعي}

^{2مزايا الهندسة المعمارية المختلفة:}

^{يقضي على تداخلات الضوضاء في الوضع العادي}

^{تحسين نسبة رفض الضوضاء للجهد المرجعي}

^{يدعم تطبيقات المرجعية العائمة}

^{3متطلبات الفصل}

^{يجب تكوين مكثف فصل بين REFP و REFN}

^{يوصى: مكثف التنتالوم 10μF بالتوازي مع مكثف السيراميك 100nF}

^{يقضي بشكل فعال على ضوضاء إمدادات الطاقة}

^{خصائص التشغيل}

^{نطاق الإدخال: يحدد فرق الجهد المرجعي (REFP - REFN) المقياس الكامل لـ ADC}

^{خصائص المعوقة: معوقة مدخل نموذجية > 1MΩ}

^{تأثير تحرك درجة الحرارة: يؤثر تحرك درجة حرارة المصدر المرجعي بشكل مباشر على دقة التحويل}

^{أدوات إدارة الطاقة}

^{الدبوس 1 (DVDD): محطة إيجابية إلكترونية إمدادات الطاقة. نطاق الجهد التشغيلي: 2.7-5.3V}

^{دبوس 2 (DGND): الأرض الرقمية}

^{الدبوس 12 (AVDD): الطرف الإيجابي لمصدر الطاقة التناظرية. نطاق الجهد التشغيلي: 2.7-5.3V}

^{الدبوس 11 (AGND): الأرضية التناظرية}

^{دبوس واجهة التناظرية:}

^{الدبوس 7 (AINP): إدخال إشارة التناظرية غير عاكسة}

^{الدبوس 8 (AINN): مدخل عكس إشارة التناظرية}

^{الدبوس 10 (REFP): مدخل إيجابي لجهد الإشارة}

^{الدبوس 9 (REFN): مدخل سلبي لجهد الإشارة}

^{الدبابيس 5-6 (CAP): اتصال مكثف فك الارتباط المرجعي}

^{خصائص الحزمة}

^{النوع: TSSOP-16}

^{مسافة الدبوس: 0.65 ملم}

^{الأبعاد: 5.0×4.4ملم}

^{نطاق درجة الحرارة: -40°C إلى +105°C}

^{النقاط الرئيسية للتصميم}

^{مصادر الطاقة التناظرية / الرقمية تتطلب مصادر الطاقة المستقلة}

^{يجب أن تتبنى مصادر المرجعية تصميمًا منخفضًا للضوضاء}

^{يوصى بالاتصال بالتوازي لمكثفات فصل 0.1μF إلى دبوس AVDD / DVDD}

^{يجب إبقاء آثار التناظرية بعيدة عن مسارات الإشارة الرقمية}

^{يوفر هذا التكوين حل واجهة كاملة لتطبيقات ADC عالية الدقة ، مناسبة بشكل خاص لأنظمة الوزن وتطبيقات قياس المستشعرات.}

^{دائرة تصفية مكثف العبور}

^{الجهاز يبني مرشح منخفض المرور باستخدام مكثف خارجي ومقاوم داخلي:}

^{1المكون الخارجي: مكثف تجاوز 0.1μF (C_{إكس تي})}

^{2الهيكل الداخلي: المقاومة المتكاملة 2kΩ (R_INT)}

^{3خصائص المرشح: يشكل مرشحًا منخفضًا من الدرجة الأولى}

^{4.تكرار القطع: يُحسب على النحو}

^{5.fc=12πRINTCEXT≈796Hzfc =2πRINT CEXT 1 ≈796Hz}

^{6الدور الوظيفي: يقمع بصورة فعالة الضوضاء عالية التردد ويحسن جودة الإشارة التناظرية}

^{بنية مكبر مكاسب قابل للبرمجة (PGA)}

^{تتبنى PGA بنية تصميم متباينة بالكامل:}

^{1طريقة الإدخال: يدعم إدخال إشارة تفاضلية}

^{2تكوين المكاسب: مضاعف المكاسب المحدد عن طريق الدبابيس الخارجية}

^{3معالجة الإشارة: تستخدم تقنية استقرار المروحية لتقليل الجهد المتحرك}

^{4تحسين الضوضاء: شبكة تصفية مدمجة لتحسين أداء الضوضاء}

^{خصائص التشغيل}

^{مرشح المرور المنخفض يقمع بصورة فعالة الضوضاء عالية التردد ≥ 800 هرتز}

^{يوفر PGA نسبة رفض الوضع المشترك العالية (CMRR)}

^{البنية العامة تحسن بشكل كبير أداء ضوضاء سلسلة الإشارة}

^{مناسبة لسيناريوهات تضخيم الإشارة الضعيفة مثل تطبيقات خلايا الحمل}

^{توصيات التصميم}

^{استخدام مكثفات السيراميك ذات خصائص درجة حرارة مستقرة}

^{تقليل طول الرصاص المكثف}

^{أوصي بـ X7R أو X5R مكثفات كهربائية}

^{وضع مكثفات قريبة قدر الإمكان من دبوس الجهاز أثناء التخطيط}

^{تركيب هيكل الدوائر
نظام الساعة يتبنى بنية تصميم ثنائية الوضع، وتتألف من الوحدات الرئيسية التالية:}

^{المذبذب الداخلي}

^{التردد الأساسي: مذبذب RC 76.8kHz}

^{تشغيل جهاز التحكم: يتم تنشيطه/إيقاف تشغيله عن طريق إشارة EN}

^{الكشف التلقائي: CLK_DETECT وحدة مراقبة حالة الساعة}

^{واجهة الساعة الخارجية}

^{دبوس الإدخال: يدعم CLKIN إدخال الساعة الخارجي}

^{التوافق: متوافق مع مصادر الموجة المربعة أو موجة الجدران}

^{متطلبات المستوى: متوافقة مع مستوى CMOS/TTL}

^{مفتاح الاختيار}

^{مضاعف (MUX): إشارة التحكم S0 تختار القناة}

^{منطق التبديل: يختار مصدر الساعة الداخلي أو الخارجي بناءً على التكوين}

^{مسار الإخراج: ينقل الساعة المختارة إلى محول ADC}

أنماط العمل

طريقة التكوين

يتم التحكم بها عن طريق سجل تكوين مخصص:

• ^{S0 بت التحكم: يختار مصدر الساعة (0 = الداخلية، 1 = الخارجية)}
• ^{EN تشغيل بت: تشغيل التحكم في المذبذب الداخلي}
• ^{اكتشاف الحالة: CLK_DETECT يوفر مراقبة حالة الساعة}

^{توصيات التصميم}

• ^{عند استخدام ساعة خارجية، فمن المستحسن إضافة عازل}
• ^{يجب إبقاء آثار الساعة بعيدا عن مسارات الإشارة التناظرية}
• ^{يجب إضافة مكثف التوصيل الصغيرة إلى دبوس CLKIN}
• ^{لمتطلبات توقيت دقيقة، يمكن استخدام مذبذب كريستالي خارجي}

^{توفر هيكل الساعة هذا حلًا مرنًا ومستقرًا للساعة لـ ADC ،تلبية كل من احتياجات الراحة للتطبيقات العامة ومتطلبات مزامنة الساعة الخارجية للتطبيقات عالية الدقة.}

• ^{للحصول على المشتريات أو مزيد من المعلومات عن المنتج، يرجى الاتصال:86-0775-13434437778،}

^{أو زيارة الموقع الرسمي:https://mao.ecer.com/test/icsmodules.com/الرجاء زيارة صفحة منتج ECER للحصول على تفاصيل: [链接]}