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)，廣泛應用于各種測量和監(jiān)控系統(tǒng)。該ADC的具體型號為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，而“IPWR”代表封裝類型為TSSOP（Thin Shrink Small Outline Package）。

廠商名稱：TI德州儀器

元件分類：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，具有10mA的輸出容量，以及兩個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器(RTD)。

一個輸入多路復用器支持ADS1248的四個差分輸入，ADS1247的兩個，ADS1246的一個。此外，多路復用器還具有傳感器斷線檢測，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)字濾波器僅在一個周期內(nèi)穩(wěn)定，使用輸入多路復用器時可實現(xiàn)快速通道循環(huán)，并支持高達2 kSPS的數(shù)據(jù)速率。對于20 SPS或更低的數(shù)據(jù)速率，濾波器會同時拒絕50 Hz和60 Hz干擾。

產(chǎn)品特性

24位，無丟碼 可編程數(shù)據(jù)速率高達2 kSPS

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

具有8個(ADS1248)和4個 (ADS1247)獨立可選輸入的模擬多路復用器

低噪聲PGA：PGA = 128時48nV RMS 雙匹配可編程勵磁電流源

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 4或8個通用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 SPI?兼容串行接口

模擬電源：單極性(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

應用領(lǐng)域

溫度傳感器測量：

RTD，熱電偶和熱敏電阻

壓力測量

流量計

工廠自動化和過程控制

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)通過超采樣和噪聲整形來實現(xiàn)高分辨率和高精度。其工作原理如下：

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

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

3. 數(shù)字濾波：內(nèi)部的數(shù)字濾波器對調(diào)制信號進行濾波，從而提取出高精度的數(shù)字信號。

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用場景。

特點

ADS1248IPWR具有以下幾個顯著特點：

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

2. 多通道輸入：支持8個差分或16個單端輸入通道，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備。

5. 可編程增益放大器 (PGA)：提供1到128的可編程增益，適應不同的輸入信號強度。

6. 內(nèi)置溫度傳感器：具備溫度補償功能，有助于提高測量的準確性。

7. SPI接口：通過SPI（Serial Peripheral Interface）總線進行數(shù)據(jù)通信，簡化與微控制器或處理器的連接。

8. 高輸入阻抗：高輸入阻抗設計，適用于高阻抗信號源的測量。

應用

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

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

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

3. 環(huán)境監(jiān)測：應用于氣體傳感器、污染檢測和氣象站等環(huán)境監(jiān)測設備中。

4. 消費電子：適用于高端音頻設備、便攜式儀器儀表等。

5. 能源管理：應用于電池管理系統(tǒng) (BMS)、太陽能和風能發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)測和控制。

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個差分輸入或16個單端輸入

3. 采樣率：最高可達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. 接口類型：SPI

詳細描述

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，提高信號的測量精度。單端模式下則可以提供更多的輸入通道，適用于多點測量。

可編程增益放大器 (PGA)

PGA提供從1到128的增益設置，可以根據(jù)輸入信號的強度進行調(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的可測性，還能避免強信號的飽和。

數(shù)字濾波器

內(nèi)置的數(shù)字濾波器提供多種濾波選項，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，適用于復雜的噪聲環(huán)境。

溫度傳感器

ADS1248IPWR集成了一個溫度傳感器，能夠?qū)崟r監(jiān)測芯片溫度，并提供溫度補償功能。這對于環(huán)境溫度變化較大的應用場景尤為重要，有助于保持測量的準確性和穩(wěn)定性。

校準功能

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

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，滿足復雜應用的需求。

設計注意事項

在使用ADS1248IPWR進行設計時，需注意以下幾點：

1. 電源去耦：在VDD和GND之間添加去耦電容，降低電源噪聲對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。

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

4. 接地設計：采用單點接地方式，減少地電位差異對測量的影響。

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，廣泛應用于工業(yè)、醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測和消費電子等領(lǐng)域。其靈活的配置和強大的功能使其在各種復雜應用中能夠提供可靠的解決方案。通過合理的電路設計和PCB布局，可以充分發(fā)揮ADS1248IPWR的性能，滿足嚴苛的測量要求。