Analisis Mendalam Konverter Analog-ke-Digital ΔΣ Presisi Tinggi

^{V. Deskripsi Konfigurasi Pin Paket 5 September 2025 Berita — Dengan meningkatnya permintaan akan pengukuran presisi dalam otomatisasi industri dan aplikasi IoT, konverter analog-ke-digital resolusi tinggi telah menjadi komponen inti dari berbagai sistem sensor. Konverter analog-ke-digital ADS1230IPWR 24-bit ΔΣ, dengan kinerja noise yang luar biasa dan karakteristik daya rendahnya, menyediakan solusi konversi sinyal yang andal untuk penimbangan presisi, deteksi tekanan, dan aplikasi pengukuran industri. Perangkat ini mendukung rentang catu daya yang luas dari 2.7V hingga 5.3V, mengintegrasikan penguat gain yang dapat diprogram dan osilator internal, dan mencapai hingga 23.5 bit efektif pada laju keluaran 10SPS.}

^{1. Kinerja Konversi Presisi Tinggi
ADS1230IPWR menggunakan teknologi modulasi ΔΣ canggih untuk memberikan akurasi 24-bit tanpa kode yang hilang. Pada laju keluaran data 10SPS, ia mencapai 23.5 bit resolusi efektif, memenuhi persyaratan ketat dari aplikasi penimbangan presisi dan pengukuran tekanan. PGA kebisingan rendah bawaan perangkat memastikan integritas sinyal selama amplifikasi sinyal kecil.} 

^{2. Desain Terintegrasi
ADC ini mengintegrasikan front-end pengukuran lengkap, termasuk penguat gain yang dapat diprogram, modulator ΔΣ orde kedua, dan filter digital. Osilator internal menghilangkan kebutuhan akan komponen clock eksternal, lebih lanjut menyederhanakan desain sistem. Perangkat ini juga menyediakan fitur tambahan seperti sensor suhu dan mode power-down.}

^{3.Karakteristik Daya Rendah
Menggunakan arsitektur daya rendah proprietary, ia hanya mengkonsumsi 1.3mW biasanya pada tegangan catu 5V. Mendukung beberapa mode hemat daya, termasuk mode siaga dan power-down, secara signifikan memperpanjang waktu aktif dalam aplikasi bertenaga baterai.}

^{Menurut data pengujian pabrikan, ADS1230IPWR menunjukkan kinerja noise yang sangat baik di bawah kondisi pengoperasian yang khas. Kondisi pengujian adalah: suhu sekitar +25°C, tegangan catu analog (AVDD) dan tegangan catu digital (DVDD) keduanya pada 5V, tegangan referensi (REFP) pada 5V, dan referensi negatif (REFN) terhubung ke ground analog (AGND).}

^{Analisis Kinerja Noise
Gambar 1: Kinerja Noise pada Laju Data 10SPS}

^{Pengaturan Gain: PGA = 64}

^{Laju Keluaran Data: 10SPS}

^{Kinerja Noise: Fluktuasi kode keluaran tetap dalam ±2 LSB}

^{Fitur: Stabilitas yang sangat tinggi dalam mode sampling kecepatan rendah, cocok untuk aplikasi pengukuran presisi tinggi}

^{Gambar 2: Kinerja Noise pada Laju Data 80SPS}

^{Pengaturan Gain: PGA = 64}

^{Laju Keluaran Data: 80SPS}

^{Kinerja Noise: Fluktuasi kode keluaran adalah sekitar ±4 LSB}

^{Fitur: Mempertahankan kinerja noise yang baik bahkan pada laju sampling yang lebih tinggi, memenuhi persyaratan pengukuran cepat}

^{Ringkasan Kinerja}

^{Perangkat menunjukkan karakteristik noise yang sangat baik pada pengaturan gain tinggi PGA=64, baik pada laju data 10SPS atau 80SPS.}

^{Mode 10SPS menunjukkan kinerja noise yang unggul, menjadikannya ideal untuk aplikasi dengan persyaratan presisi yang sangat tinggi.}

^{Mode 80SPS memberikan keseimbangan yang baik antara kecepatan dan akurasi, cocok untuk aplikasi yang membutuhkan laju sampling yang lebih cepat.}

^{Data pengujian mengkonfirmasi keandalan dan stabilitas perangkat dalam aplikasi pengukuran presisi.}

^{Karakteristik ini membuat ADS1230IPWR sangat cocok untuk aplikasi yang membutuhkan konversi analog-ke-digital presisi tinggi, seperti timbangan elektronik, sensor tekanan, dan kontrol proses industri.}

^{1. Saluran Pemrosesan Sinyal}

^{Input Diferensial: AINP/AINN terhubung langsung ke sinyal sensor}

^{Gain yang Dapat Diprogram: Pilihan gain 64/128× untuk mengoptimalkan amplifikasi sinyal kecil}

^{Konversi Presisi Tinggi: Modulator ΔΣ mencapai konversi 24-bit tanpa kode yang hilang}

^{2. Referensi dan Clock}

^{Input Referensi: REFP/REFN mendukung sumber referensi eksternal}

^{Sistem Clock: Osilator internal mendukung laju 10/80SPS yang dapat dipilih}

3. Desain Daya

Catu Daya Independen: AVDD (Analog) dan DVDD (Digital) dengan input daya terpisah

Pemisahan Ground: AGND dan DGND dengan grounding independen untuk mengurangi interferensi noise

^{4. Keunggulan Inti}

^{Integrasi Tinggi: Mengurangi persyaratan komponen eksternal}

^{Desain Kebisingan Rendah: Kebisingan < ±2 LSB pada PGA=64}

^{Operasi Daya Rendah: Konsumsi daya tipikal 1.3mW}

^{Konfigurasi Fleksibel: Gain dan laju data yang dapat diprogram}

^{Arsitektur ini menyediakan solusi front-end lengkap untuk pengukuran presisi, sangat cocok untuk aplikasi penimbangan dan deteksi tekanan.}

^{Deskripsi Struktur Sirkuit}
 

^{ADS1230IPWR mengadopsi desain input tegangan referensi diferensial, yang terdiri dari dua terminal input utama:}

Fitur Desain Inti

^{1. Input Impedansi Tinggi:}

^{Input referensi menampilkan desain impedansi tinggi}

^{Meminimalkan efek pembebanan pada sumber referensi}

^{Memastikan stabilitas tegangan referensi}

^{2. Keunggulan Arsitektur Diferensial:}

^{Menekan interferensi noise mode umum}

^{Meningkatkan rasio penolakan noise tegangan referensi}

^{Mendukung aplikasi referensi mengambang}

^{3. Persyaratan Decoupling}

^{Kapasitor decoupling harus dikonfigurasi antara REFP dan REFN}

^{Direkomendasikan: Kapasitor tantalum 10μF secara paralel dengan kapasitor keramik 100nF}

^{Secara efektif menekan noise catu daya}

^{Karakteristik Pengoperasian}

^{Rentang Input: Perbedaan tegangan referensi (REFP - REFN) menentukan skala penuh ADC}

^{Karakteristik Impedansi: Impedansi input tipikal >1MΩ}

^{Dampak Drift Suhu: Drift suhu sumber referensi secara langsung memengaruhi akurasi konversi}

^{Pin Manajemen Daya:}

^{Pin 1 (DVDD): Terminal positif catu daya digital. Rentang tegangan pengoperasian: 2.7-5.3V}

^{Pin 2 (DGND): Ground digital}

^{Pin 12 (AVDD): Terminal positif catu daya analog. Rentang tegangan pengoperasian: 2.7-5.3V}

^{Pin 11 (AGND): Ground analog}

^{Pin Antarmuka Analog:}

^{Pin 7 (AINP): Input non-inverting sinyal analog}

^{Pin 8 (AINN): Input inverting sinyal analog}

^{Pin 10 (REFP): Input positif tegangan referensi}

^{Pin 9 (REFN): Input negatif tegangan referensi}

^{Pin 5-6 (CAP): Koneksi kapasitor decoupling referensi}

^{Karakteristik Paket}

^{Tipe: TSSOP-16}

^{Jarak Pin: 0.65mm}

^{Dimensi: 5.0×4.4mm}

^{Rentang Suhu: -40℃ hingga +105℃}

^{Poin Kunci Desain}

^{Catu daya analog/digital memerlukan sumber daya independen}

^{Sumber referensi harus mengadopsi desain kebisingan rendah}

^{Merekomendasikan koneksi paralel kapasitor decoupling 0.1μF ke pin AVDD/DVDD}

^{Jalur analog harus dijauhkan dari jalur sinyal digital}

^{Konfigurasi ini menyediakan solusi antarmuka lengkap untuk aplikasi ADC presisi tinggi, sangat cocok untuk sistem penimbangan dan aplikasi pengukuran sensor.}

^{Sirkuit Filter Kapasitor Bypass}

^{Perangkat membangun filter lolos rendah menggunakan kapasitor eksternal dan resistor internal:}

^{1. Komponen Eksternal: Kapasitor bypass 0.1μF (C_EXT)}

^{2. Struktur Internal: Resistor 2kΩ terintegrasi (R_INT)}

^{3. Karakteristik Filter: Membentuk filter lolos rendah orde pertama}

^{4. Frekuensi Cutoff: Dihitung sebagai}

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

^{6. Peran Fungsional: Secara efektif menekan noise frekuensi tinggi dan meningkatkan kualitas sinyal analog}

^{Arsitektur Penguat Gain yang Dapat Diprogram (PGA)}

^{PGA mengadopsi struktur desain diferensial penuh:}

^{1. Metode Input: Mendukung input sinyal diferensial}

^{2. Konfigurasi Gain: Pengganda gain dipilih melalui pin eksternal}

^{3. Pemrosesan Sinyal: Menggunakan teknologi stabilisasi chopper untuk mengurangi tegangan offset}

^{4. Optimasi Noise: Jaringan penyaringan bawaan untuk mengoptimalkan kinerja noise}

^{Karakteristik Pengoperasian}

^{Filter lolos rendah secara efektif menekan noise frekuensi tinggi ≥800Hz}

^{PGA menyediakan rasio penolakan mode umum (CMRR) yang tinggi}

^{Arsitektur keseluruhan secara signifikan meningkatkan kinerja noise rantai sinyal}

^{Cocok untuk skenario amplifikasi sinyal lemah seperti aplikasi sel beban}

^{Rekomendasi Desain}

^{Gunakan kapasitor keramik dengan karakteristik suhu yang stabil}

^{Minimalkan panjang lead kapasitor}

^{Merekomendasikan kapasitor dielektrik X7R atau X5R}

^{Tempatkan kapasitor sedekat mungkin dengan pin perangkat selama tata letak}

^{Komposisi Struktur Sirkuit
Sistem clock mengadopsi arsitektur desain mode ganda, yang terdiri dari modul utama berikut:}

^{Osilator Internal}

^{Frekuensi Inti: Osilator RC 76.8kHz}

^{Kontrol Enable: Diaktifkan/dinonaktifkan melalui sinyal EN}

^{Deteksi Otomatis: Modul CLK_DETECT memantau status clock}

^{Antarmuka Clock Eksternal}

^{Pin Input: CLKIN mendukung input clock eksternal}

^{Kompatibilitas: Kompatibel dengan sumber clock gelombang persegi atau gelombang sinus}

^{Persyaratan Level: Kompatibel level CMOS/TTL}

^{Sakelar Pilihan}

^{Multiplexer (MUX): Sinyal kontrol S0 memilih saluran}

^{Logika Switching: Memilih sumber clock internal atau eksternal berdasarkan konfigurasi}

^{Jalur Output: Mentransmisikan clock yang dipilih ke konverter ADC}

Mode Pengoperasian

Metode Konfigurasi

Dikontrol melalui register konfigurasi khusus:

• ^{Bit Kontrol S0: Memilih sumber clock (0 = internal, 1 = eksternal)}
• ^{Bit Enable EN: Kontrol enable osilator internal}
• ^{Deteksi Status: CLK_DETECT menyediakan pemantauan status clock}

^{Rekomendasi Desain}

• ^{Saat menggunakan clock eksternal, disarankan untuk menambahkan buffer}
• ^{Jalur clock harus dijauhkan dari jalur sinyal analog}
• ^{Kapasitor kopling kecil harus ditambahkan ke pin CLKIN}
• ^{Untuk persyaratan waktu yang tepat, osilator kristal eksternal dapat digunakan}

^{​Arsitektur clock ini menyediakan solusi clock yang fleksibel dan stabil untuk ADC, memenuhi kebutuhan kenyamanan aplikasi umum dan persyaratan sinkronisasi clock eksternal dari aplikasi presisi tinggi.}

• ^{Untuk pengadaan atau informasi produk lebih lanjut, silakan hubungi:86-0775-13434437778,}

^{Atau kunjungi situs web resmi:https://mao.ecer.com/test/icsmodules.com/,Kunjungi halaman produk ECER untuk detailnya: [链接]}