ADS7841是一款4通道 12位采样模数转换器

元器件信息   2022-11-24 13:56   246   0  

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ADS7841是一款4通道,12位采样模数转换器(ADC),具有同步串行接口。分辨率可编程为8位或12位在200kHz吞吐速率和+ 5V电源下,典型功耗为2mW。 参考电压(VREF)可以在100mV和VCC之间变化,提供0V至VREF的相应输入电压范围。该设备包括关闭模式,可将功耗降低到低于

15μW。ADS7841的工作电压低至2.7V。低功耗,高速和板载多路复用器ADS7841适用于电池供电系统,如个人数字助理,便携式多通道数据记录器,和测量设备。串行接口还为远程数据采集提供低成本隔离。该ADS7841采用DIP-16或SSOP-16封装并指定在-40°C至+ 125°C(1)的温度范围内。

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特征

单电源:2.7V至5V

4通道单端或2通道差分输入

最高200kHz转换速率

±1LSB MAX INL和DNL

没有丢失的代码

72dB SINAD

串行接口

DIP-16或SSOP-16封装

MAX1247的备用源

ADS7841ES:+ 125°C版本

应用

数据采集

测试和测量

工业过程控制

个人数字助理

电池供电系统

PIN配置,顶视图

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PIN说明

1 + VCC电源,2.7V至5V

2 CH0模拟输入通道0

3 CH1模拟输入通道1

4 CH2模拟输入通道2

5 CH3模拟输入通道3

6 COM模拟输入的接地参考。在单端模式下设置零代码电压。将此引脚连接到地或参考地点。

7 SHDN关机。当为低电平时,器件进入极低功耗关断模式。

8 VREF参考电压输入

9 + VCC电源,2.7V至5V

10 GND地

11 MODE转换模式。低电平时,器件始终执行12位转换。高电平时,分辨率由MODE位设置

CONTROL字节。

12 DOUT串行数据输出。数据在DCLK的下降沿移位。当CS为高电平时,此输出为高阻抗。

13 BUSY忙输出。当CS为高电平时,此输出为高阻抗。

14 DIN串行数据输入。如果CS为低电平,则数据在DCLK的上升沿锁存。

15 CS片选输入。控制转换时序并启用串行输入/输出寄存器。

16个DCLK外部时钟输入。该时钟运行SAR转换过程并同步串行数据I / O.

运作理论

ADS7841是一款经典的逐次逼近型寄存器(SAR)ADC。该架构基于电容重新分配,其本质上包括采样 - 保持功能。该转换器采用0.6μsCMOS工艺制造处理。该设备需要外部参考和外部参考时钟。它采用2.7V至5.25V的单电源供电。该外部参考电压可以是100mV和100mV之间的任何电压+ VCC。参考电压的值直接设定转换器的输入范围。平均参考输入电流取决于ADS7841的转换速率。转换器的模拟输入是差分输入通过四通道多路复用器提供。 输入可以是提供COM引脚上的电压(其中通常使用四个中的两个来区分或差分输入通道(CH0 - CH3)。具体配置是可通过数字接口选择。

ADS7841的基本操作

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模拟输入

下图显示了输入多路复用器的框图ADS7841。转换器的差分输入是从参考COM的四个输入之一派生而来四个输入中的一个或两个。该控制位通过DIN引脚串行提供,

当转换器进入保持模式时,电压+ IN和-IN输入之间的差异(如下图所示)在内部电容阵列上捕获。该-IN输入上的电压限制在-0.2V和-0.2V之间1.25V,允许输入拒绝小信号+ IN和-IN输入共有。 + IN输入有范围为-0.2V至+ VCC + 0.2V。模拟输入上的输入电流取决于设备的转换率。 在样本期间,源必须对内部采样电容充电(通常为25pF)。电容器充满电后,那里没有进一步的输入电流。电荷转移率转换器的模拟源是转换率的函数。

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参考输入

外部参考设置模拟输入范围。该ADS7841的工作参考范围为100mV至+ VCC。请记住,模拟输入是

+ IN输入和-IN输入之间的差异,请参阅上图2例如,在单端模式下,为1.25V参考,并且COM引脚接地,选择输入通道(CH0-CH3)将正确数字化信号范围为0V至1.25V。如果COM引脚连接到0.5V,所选通道的输入范围为0.5V至1.75V。关于参考输入有几个关键项及其宽电压范围。随着参考电压的降低,每个数字输出代码的模拟电压权重也减少了。这通常被称为LSB(最少有效位大小并且等于参考电压除以4096. ADC中固有的任何失调或增益误差就LSB大小而言,似乎会增加作为参考电压降低。例如,如果给定的偏移量转换器是2LSB,具有2.5V参考电压,然后通常会具有0.5V参考电压的10LSB。在每种情况下,实际器件的偏移量相同,为1.22mV。同样,数字化输出的噪声或不确定性将会随着LSB尺寸的减小而增加。参考电压为100mV,LSB尺寸为24μV。这个级别低于设备的内部噪音。结果,数字输出代码将不稳定,并且在a的平均值附近变化

LSB的数量。输出代码的分配将是通过简单的平均可以降低高斯噪声和噪声连续转换结果或应用数字滤波器。使用较低的参考电压时,应注意提供干净的布局,包括足够的旁路,干净(低噪声,低纹波)电源,低噪声参考,和低噪声输入信号。因为LSB尺寸较小,转换器对附近的数字也会更敏感信号和电磁干扰。

进入VREF输入的电压不是直接缓冲的驱动电容数模转换器(CDAC)ADS7841的一部分。通常,输入电流为3μA,2.5V基准电压。此值将因此而异微安取决于转换结果。该参考电流直接随两次转换而减小速率和参考电压。作为当前的参考在每个位决定上绘制,为转换器提供更多时钟在给定的转换期内快速不会减少参考电流的总电流消耗。数字接口下图显示了ADS7841的典型工作原理数字接口。这个图假定了源的数字信号是微控制器或数字信号处理器带有基本的串行接口(注意数字输入是过压容限高达5.5V,无论+ VCC如何)。每处理器和转换器之间的通信由八个时钟周期组成。一次完整的转换即可通过三个串行通信来完成DCLK输入上共有24个时钟周期。

前八个时钟周期用于提供控制通过DIN引脚字节。转换器有足够的时候有关以下转换的信息以设置输入多路复用器适当,它进入收购(样本)模式。经过三个时钟周期后,控制字节为完成并且转换器进入转换模式。在此时,输入采样保持进入保持状态模式。接下来的十二个时钟周期实现了实际模数转换。第十三个时钟周期是转换结果的最后一位需要。还有三个需要时钟周期才能完成最后一个字节(DOUT将是低)。

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