Описание

ADS1113, ADS1114 и ADS1115 (ADS111x) - это прецизионные 16-разрядные аналого-цифровые преобразователи (АЦП) с низким энергопотреблением, совместимые с I2C, выпускаемые в бессвинцовом корпусе X2QFN-10, корпусе SOT-10 и корпусе VSSOP-10. Устройства ADS111x оснащены опорным напряжением с малым дрейфом и осциллятором. ADS1114 и ADS1115 также оснащены программируемым усилителем мощности (PGA) и цифровым компаратором. Эти функции, а также широкий рабочий диапазон питания полезны для приложений, связанных с измерением параметров датчиков, с ограниченным энергопотреблением и пространством.
Устройства ADS111x выполняют преобразования с частотой передачи данных до 860 выборок в секунду (SPS). Диапазон входных сигналов PGA составляет от ±256 мВ до ±6,144 В, что позволяет проводить точные измерения больших и малых сигналов. ADS1115 оснащен входным мультиплексором (MUX), который позволяет выполнять два дифференциальных или четыре односторонних входных измерения. Используйте цифровой компаратор в ADS1114 и ADS1115 для обнаружения пониженного и повышенного напряжения.

 

Характеристики

- Ультрамалые упаковки:
- X2QFN: 2 мм × 1,5 мм × 0,4 мм
- SOT: 2,9 мм × 2,8 мм × 0,6 мм
- Широкий диапазон питания: от 2,0 В до 5,5 В
- Низкое потребление тока: 150 мкА (режим непрерывного преобразования)
- Программируемая скорость передачи данных: от 8SPS до 860SPS
- Одноцикловое осаждение
- Внутреннее опорное напряжение с малым дрейфом
- Внутренний осциллятор
- Интерфейс I²C: четыре адреса, выбираемые с помощью штырьков
- Диапазон рабочих температур: от -40°C до +125°C
- Семейство устройств:
- ADS1113: один односторонний (SE) или дифференциальный (DE) вход
- ADS1114: один односторонний или дифференциальный вход с компаратором и PGA
- ADS1115: четыре односторонних или два дифференциальных входа с компаратором и PGA

 

Приложения

- Портативные приборы
- Контроль напряжения и тока аккумулятора
- Системы измерения температуры
- Потребительская электроника
- Автоматизация производства и управление технологическими процессами

 

Шумовые характеристики

Дельта-сигма (ΔΣ) аналого-цифровые преобразователи (АЦП) основаны на принципе передискретизации. Входной сигнал ΔΣ АЦП дискретизируется на высокой частоте (частоте модулятора), а затем фильтруется и децимируется в цифровой области, чтобы получить результат преобразования с соответствующей скоростью передачи данных на выходе. Соотношение между частотой модулятора и скоростью выходных данных называется коэффициентом передискретизации (OSR). Увеличивая OSR и тем самым уменьшая скорость передачи выходных данных, можно оптимизировать шумовые характеристики АЦП. Другими словами, при уменьшении скорости выходных данных снижается уровень шума, связанного с входом, поскольку для получения одного результата преобразования усредняется большее количество выборок внутреннего модулятора. Увеличение коэффициента усиления также снижает уровень шума на входе, что особенно полезно при измерении низкоуровневых сигналов.

 

Обзор

Устройства ADS111x - это очень маленькие, маломощные, 16-разрядные дельта-сигма (ΔΣ) аналого-цифровые преобразователи (АЦП). ADS111x состоят из ядра ΔΣ АЦП с внутренним опорным напряжением, тактового генератора и интерфейса I²C. В ADS1114 и ADS1115 также встроены программируемый усилитель мощности (PGA) и программируемый цифровой компаратор.
Ядро АЦП ADS111x измеряет дифференциальный сигнал VIN, который представляет собой разность V(AINP) и V(AINN). Ядро преобразователя состоит из дифференциального ΔΣ-модулятора с переключаемыми конденсаторами и цифрового фильтра. Такая архитектура обеспечивает очень сильное ослабление любых синфазных сигналов. Входные сигналы сравниваются с внутренним опорным напряжением. Цифровой фильтр получает высокоскоростной поток битов от модулятора и выдает код, пропорциональный входному напряжению.
ADS111x имеют два режима преобразования: однократное и непрерывное преобразование. В режиме single-shot АЦП выполняет одно преобразование входного сигнала по запросу, сохраняет значение преобразования во внутреннем регистре преобразования, а затем переходит в состояние пониженного энергопотребления. Этот режим предназначен для обеспечения значительной экономии энергии в системах, требующих только периодического преобразования или при длительных периодах простоя между преобразованиями. В режиме непрерывного преобразования АЦП автоматически начинает преобразование входного сигнала, как только завершается предыдущее преобразование. Скорость непрерывного преобразования равна запрограммированной скорости передачи данных. Данные могут быть считаны в любое время и всегда отражают последнее завершенное преобразование.

 

Аналоговые входы

В ADS111x используется входной каскад с переключаемым конденсатором, где конденсаторы непрерывно заряжаются и затем разряжаются для измерения напряжения между AINP и AINN. Частота дискретизации входного сигнала называется частотой дискретизации или частотой модулятора (fMOD). ADS111x имеет внутренний генератор с частотой 1 МГц, который далее делится на коэффициент 4 для генерации fMOD на частоте 250 кГц. Конденсаторы, используемые в этом входном каскаде, невелики, и для внешних схем средняя нагрузка кажется резистивной.