Głęboka analiza wysokoprecyzyjnych konwerterów analogowo-cyfrowych ΔΣ

^{V. Opis konfiguracji pinów pakietu5 września 2025 Wiadomości — Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na precyzyjne pomiary w automatyce przemysłowej i aplikacjach IoT, wysokorozdzielcze przetworniki analogowo-cyfrowe stały się kluczowymi komponentami różnych systemów pomiarowych. 24-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy ADS1230IPWR ΔΣ, dzięki wyjątkowej wydajności szumów i niskim parametrom mocy, zapewnia niezawodne rozwiązania do konwersji sygnałów dla precyzyjnego ważenia, wykrywania ciśnienia i zastosowań w pomiarach przemysłowych. Urządzenie obsługuje szeroki zakres zasilania od 2,7 V do 5,3 V, integruje programowalny wzmacniacz wzmocnienia i wewnętrzny oscylator oraz osiąga do 23,5 efektywnych bitów przy częstotliwości wyjściowej 10 SPS.}

^{1. Wysoka precyzja konwersji
ADS1230IPWR wykorzystuje zaawansowaną technologię modulacji ΔΣ w celu zapewnienia 24-bitowej dokładności bez brakujących kodów. Przy częstotliwości wyjściowej danych 10 SPS osiąga 23,5 efektywnych bitów rozdzielczości, spełniając rygorystyczne wymagania precyzyjnego ważenia i pomiaru ciśnienia. Wbudowany nisko-szumowy PGA zapewnia integralność sygnału podczas wzmacniania małych sygnałów.} 

^{2. Zintegrowana konstrukcja
Ten ADC integruje kompletny front-end pomiarowy, w tym programowalny wzmacniacz wzmocnienia, modulator drugiego rzędu ΔΣ i filtr cyfrowy. Wewnętrzny oscylator eliminuje potrzebę stosowania zewnętrznych komponentów zegarowych, dodatkowo upraszczając konstrukcję systemu. Urządzenie zapewnia również dodatkowe funkcje, takie jak czujnik temperatury i tryb oszczędzania energii.}

^{3.Charakterystyka niskiej mocy
Wykorzystując zastrzeżoną architekturę niskiej mocy, zużywa tylko 1,3 mW typowo przy napięciu zasilania 5 V. Obsługuje wiele trybów oszczędzania energii, w tym tryby czuwania i wyłączenia, znacznie wydłużając czas pracy w aplikacjach zasilanych bateryjnie.}

^{Zgodnie z danymi testowymi producenta, ADS1230IPWR wykazuje doskonałą wydajność szumów w typowych warunkach pracy. Warunki testowe to: temperatura otoczenia +25°C, napięcie zasilania analogowego (AVDD) i napięcie zasilania cyfrowego (DVDD) oba przy 5 V, napięcie odniesienia (REFP) przy 5 V i ujemne odniesienie (REFN) podłączone do masy analogowej (AGND).}

^{Analiza wydajności szumów
Rysunek 1: Wydajność szumów przy częstotliwości danych 10 SPS}

^{Ustawienie wzmocnienia: PGA = 64}

^{Częstotliwość wyjściowa danych: 10 SPS}

^{Wydajność szumów: Fluktuacja kodu wyjściowego pozostaje w granicach ±2 LSB}

^{Cecha: Niezwykle wysoka stabilność w trybie próbkowania o niskiej prędkości, odpowiednia dla precyzyjnych aplikacji pomiarowych}

^{Rysunek 2: Wydajność szumów przy częstotliwości danych 80 SPS}

^{Ustawienie wzmocnienia: PGA = 64}

^{Częstotliwość wyjściowa danych: 80 SPS}

^{Wydajność szumów: Fluktuacja kodu wyjściowego wynosi około ±4 LSB}

^{Cecha: Utrzymuje dobrą wydajność szumów nawet przy wyższych częstotliwościach próbkowania, spełniając wymagania szybkiego pomiaru}

^{Podsumowanie wydajności}

^{Urządzenie wykazuje doskonałe charakterystyki szumów przy wysokim ustawieniu wzmocnienia PGA=64, zarówno przy częstotliwościach danych 10 SPS, jak i 80 SPS.}

^{Tryb 10 SPS wykazuje doskonałą wydajność szumów, co czyni go idealnym dla aplikacji o bardzo wysokich wymaganiach precyzji.}

^{Tryb 80 SPS zapewnia dobrą równowagę między szybkością a dokładnością, odpowiedni dla aplikacji wymagających szybszych częstotliwości próbkowania.}

^{Dane testowe potwierdzają niezawodność i stabilność urządzenia w precyzyjnych aplikacjach pomiarowych.}

^{Te cechy sprawiają, że ADS1230IPWR jest szczególnie odpowiedni do zastosowań wymagających precyzyjnej konwersji analogowo-cyfrowej, takich jak wagi elektroniczne, czujniki ciśnienia i sterowanie procesami przemysłowymi.}

^{1. Kanał przetwarzania sygnału}

^{Wejście różnicowe: AINP/AINN bezpośrednio łączy się z sygnałami czujnika}

^{Programowalne wzmocnienie: Opcje wzmocnienia 64/128× w celu optymalizacji wzmacniania małych sygnałów}

^{Precyzyjna konwersja: Modulator ΔΣ osiąga 24-bitową konwersję bez brakujących kodów}

^{2. Odniesienie i zegar}

^{Wejście odniesienia: REFP/REFN obsługuje zewnętrzne źródła odniesienia}

^{System zegarowy: Wbudowany oscylator obsługuje wybierane częstotliwości 10/80 SPS}

3. Projekt zasilania

Niezależne zasilanie: AVDD (analogowe) i DVDD (cyfrowe) z oddzielnymi wejściami zasilania

Separacja masy: AGND i DGND z niezależnym uziemieniem w celu zmniejszenia zakłóceń szumów

^{4. Główne zalety}

^{Wysoka integracja: Zmniejsza wymagania dotyczące zewnętrznych komponentów}

^{Konstrukcja o niskim poziomie szumów: Szum < ±2 LSB przy PGA=64}

^{Praca o niskiej mocy: Typowy pobór mocy 1,3 mW}

^{Elastyczna konfiguracja: Programowalne wzmocnienie i częstotliwość danych}

^{Ta architektura zapewnia kompletne rozwiązanie front-end dla precyzyjnych pomiarów, szczególnie odpowiednie dla zastosowań ważenia i wykrywania ciśnienia.}

^{Opis struktury obwodu}
 

^{ADS1230IPWR przyjmuje konstrukcję wejścia napięcia odniesienia różnicowego, składającą się z dwóch głównych zacisków wejściowych:}

Główne cechy konstrukcyjne

^{1. Wejście o wysokiej impedancji:}

^{Wejścia odniesienia charakteryzują się konstrukcją o wysokiej impedancji}

^{Minimalizuje efekty obciążenia źródła odniesienia}

^{Zapewnia stabilność napięcia odniesienia}

^{2. Zalety architektury różnicowej:}

^{Tłumi zakłócenia szumów współbieżnych}

^{Poprawia współczynnik odrzucania szumów napięcia odniesienia}

^{Obsługuje aplikacje z pływającym odniesieniem}

^{3. Wymagania dotyczące odsprzęgania}

^{Kondensator odsprzęgający musi być skonfigurowany między REFP i REFN}

^{Zalecane: kondensator tantalowy 10μF równolegle z kondensatorem ceramicznym 100nF}

^{Skutecznie tłumi szumy zasilania}

^{Charakterystyka pracy}

^{Zakres wejściowy: Różnica napięcia odniesienia (REFP - REFN) określa pełną skalę ADC}

^{Charakterystyka impedancji: Typowa impedancja wejściowa >1MΩ}

^{Wpływ dryftu temperatury: Dryft temperatury źródła odniesienia bezpośrednio wpływa na dokładność konwersji}

^{Piny zarządzania zasilaniem:}

^{Pin 1 (DVDD): Dodatni zacisk zasilania cyfrowego. Zakres napięcia roboczego: 2,7-5,3 V}

^{Pin 2 (DGND): Masa cyfrowa}

^{Pin 12 (AVDD): Dodatni zacisk zasilania analogowego. Zakres napięcia roboczego: 2,7-5,3 V}

^{Pin 11 (AGND): Masa analogowa}

^{Piny interfejsu analogowego:}

^{Pin 7 (AINP): Analogowe wejście nieodwracające sygnału}

^{Pin 8 (AINN): Analogowe wejście odwracające sygnału}

^{Pin 10 (REFP): Dodatnie wejście napięcia odniesienia}

^{Pin 9 (REFN): Ujemne wejście napięcia odniesienia}

^{Piny 5-6 (CAP): Połączenie kondensatora odsprzęgającego odniesienia}

^{Charakterystyka pakietu}

^{Typ: TSSOP-16}

^{Rozstaw pinów: 0,65 mm}

^{Wymiary: 5,0×4,4 mm}

^{Zakres temperatur: -40℃ do +105℃}

^{Kluczowe punkty projektowe}

^{Zasilacze analogowe/cyfrowe wymagają niezależnych źródeł zasilania}

^{Źródła odniesienia powinny przyjąć konstrukcję o niskim poziomie szumów}

^{Zalecane jest równoległe połączenie kondensatorów odsprzęgających 0,1μF do pinów AVDD/DVDD}

^{Ścieżki analogowe powinny być trzymane z dala od ścieżek sygnałów cyfrowych}

^{Ta konfiguracja zapewnia kompletne rozwiązanie interfejsu dla precyzyjnych aplikacji ADC, szczególnie odpowiednie dla systemów wagowych i aplikacji pomiaru czujników.}

^{Obwód filtra kondensatora obejściowego}

^{Urządzenie buduje filtr dolnoprzepustowy za pomocą zewnętrznego kondensatora i wewnętrznego rezystora:}

^{1. Komponent zewnętrzny: kondensator obejściowy 0,1μF (C_EXT)}

^{2. Struktura wewnętrzna: Zintegrowany rezystor 2kΩ (R_INT)}

^{3. Charakterystyka filtra: Tworzy filtr dolnoprzepustowy pierwszego rzędu}

^{4. Częstotliwość odcięcia: Obliczana jako}

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

^{6. Rola funkcjonalna: Skutecznie tłumi szumy wysokiej częstotliwości i poprawia jakość sygnału analogowego}

^{Architektura programowalnego wzmacniacza wzmocnienia (PGA)}

^{PGA przyjmuje w pełni różnicową strukturę konstrukcyjną:}

^{1. Metoda wejściowa: Obsługuje różnicowe wejście sygnału}

^{2. Konfiguracja wzmocnienia: Mnożnik wzmocnienia wybierany za pomocą zewnętrznych pinów}

^{3. Przetwarzanie sygnału: Wykorzystuje technologię stabilizacji choppera w celu zmniejszenia napięcia przesunięcia}

^{4. Optymalizacja szumów: Wbudowana sieć filtrująca w celu optymalizacji wydajności szumów}

^{Charakterystyka pracy}

^{Filtr dolnoprzepustowy skutecznie tłumi szumy wysokiej częstotliwości ≥800Hz}

^{PGA zapewnia wysoki współczynnik odrzucania sygnału współbieżnego (CMRR)}

^{Ogólna architektura znacznie poprawia wydajność szumów łańcucha sygnałowego}

^{Nadaje się do scenariuszy wzmacniania słabych sygnałów, takich jak aplikacje z ogniwami obciążnikowymi}

^{Zalecenia dotyczące projektowania}

^{Używaj kondensatorów ceramicznych o stabilnych charakterystykach temperaturowych}

^{Zminimalizuj długość przewodów kondensatora}

^{Zalecane kondensatory dielektryczne X7R lub X5R}

^{Umieść kondensatory jak najbliżej pinów urządzenia podczas układania}

^{Skład struktury obwodu
System zegarowy przyjmuje architekturę konstrukcyjną dwumodułową, składającą się z następujących głównych modułów:}

^{Oscylator wewnętrzny}

^{Częstotliwość rdzenia: oscylator RC 76,8 kHz}

^{Kontrola włączania: Aktywowany/dezaktywowany za pomocą sygnału EN}

^{Automatyczne wykrywanie: Moduł CLK_DETECT monitoruje stan zegara}

^{Zewnętrzny interfejs zegara}

^{Pin wejściowy: CLKIN obsługuje zewnętrzne wejście zegara}

^{Zgodność: Kompatybilny ze źródłami zegara o przebiegu prostokątnym lub sinusoidalnym}

^{Wymagania dotyczące poziomu: Kompatybilny z poziomem CMOS/TTL}

^{Przełącznik wyboru}

^{Multiplekser (MUX): Sygnał sterujący S0 wybiera kanał}

^{Logika przełączania: Wybiera wewnętrzne lub zewnętrzne źródło zegara na podstawie konfiguracji}

^{Ścieżka wyjściowa: Przesyła wybrany zegar do przetwornika ADC}

Tryby pracy

Metoda konfiguracji

Sterowane za pomocą dedykowanego rejestru konfiguracyjnego:

• ^{Bit sterowania S0: Wybiera źródło zegara (0 = wewnętrzne, 1 = zewnętrzne)}
• ^{Bit włączania EN: Wewnętrzna kontrola włączania oscylatora}
• ^{Wykrywanie stanu: CLK_DETECT zapewnia monitorowanie stanu zegara}

^{Zalecenia dotyczące projektowania}

• ^{W przypadku korzystania z zegara zewnętrznego zaleca się dodanie bufora}
• ^{Ścieżki zegara powinny być trzymane z dala od ścieżek sygnałów analogowych}
• ^{Należy dodać mały kondensator sprzęgający do pinu CLKIN}
• ^{W przypadku precyzyjnych wymagań dotyczących czasu można użyć zewnętrznego oscylatora kwarcowego}

^{​Ta architektura zegara zapewnia elastyczne i stabilne rozwiązanie zegarowe dla ADC, spełniając zarówno potrzeby związane z wygodą ogólnych zastosowań, jak i wymagania dotyczące synchronizacji zegara zewnętrznego w precyzyjnych aplikacjach.}

• ^{W celu uzyskania zamówień lub dalszych informacji o produkcie prosimy o kontakt: 86-0775-13434437778,}

^{Lub odwiedź oficjalną stronę internetową:https://mao.ecer.com/test/icsmodules.com/, Odwiedź stronę produktu ECER, aby uzyskać szczegółowe informacje: [链接]}