新型8通道24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS1216及其應(yīng)用

摘要：介紹了８通道24位Δ－∑型模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADS1216的特點、結(jié)構(gòu)及原理，并以ADS1216用于海洋光學(xué)浮標(biāo)光學(xué)幅照度儀為例，給出了它和C8051F020之間的接口電路和程序流程圖，最后給出了ADS1216的一些使用要點及設(shè)計經(jīng)驗。

    關(guān)鍵詞：ADS1216；SPI；Δ－∑；光學(xué)浮標(biāo)

１ ＡＤＳ１２１６概述

ＡＤＳ１２１６是Ｂｕｒｒ－Ｂｒｏｗｎ產(chǎn)品線中的一款新型、高精度、寬動態(tài)范圍、Δ－∑型８通道２４位ＡＤＣ。它通過ＳＰＩ接口與外界進行信息交換，具有２２位有效分辨率，工作電壓范圍為２．７Ｖ～５．２５Ｖ。該器件可以通過選擇內(nèi)部緩沖來提高阻抗，并可提供全量程電壓５０％的偏移校正，此外，ＡＤＳ１２１６還具有內(nèi)外兩種參考電壓供給方式。

圖1

    ＡＤＳ１２１６主要應(yīng)用于工業(yè)過程控制、液態(tài)／氣態(tài)色譜儀、血液分析、智能變送器、便攜式儀器、壓力傳感器以及其它一些要求高精度、低功耗的測量儀器中。ＡＤＳ１２１６的主要特點如下：

●低非線性度：０．００１５％；

●采用單周期轉(zhuǎn)換模式；

●功耗小于１ｍＷ；

●可配置為８路差分輸入；

●具有可編程增益放大器，Ｇ＝１時，可提供２２位有效分辨率； Ｇ＝ １２８時，可提供１９位有效分辨率；

●帶有ＳＰＩ通訊接口；

●數(shù)據(jù)輸出速率在１０Ｈｚ～１ｋＨｚ內(nèi)可編程；

●具有芯片自校準(zhǔn)功能。

圖2

２ ＡＤＳ１２１６的結(jié)構(gòu)原理及寄存器功能

２．１ ＡＤＳ１２１６的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理

圖１所示為ＡＤＳ１２１６的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部主要引腳。ＡＤＳ１２１６內(nèi)部主要由模擬多路開關(guān)（ＭＵＸ）、輸入緩沖器（ＢＵＦ）、可編程增益放大器（ＰＧＡ）、二階Δ－∑調(diào)制器、可編程數(shù)字濾波器、微控制器、１６個狀態(tài)／控制寄存器、１２８字節(jié)ＲＡＭ、串行ＳＰＩ接口、兩個８位ＤＡＣ、內(nèi)部參考電壓產(chǎn)生器以及時鐘發(fā)生器等組成。其中，輸入多路選擇器（ＭＵＸ）主要用來提供八路模擬輸入差分組合。當(dāng)模擬輸入的通道１被選擇為正差分輸入通道時，其余的通道則可被選作負(fù)的差分輸入端。這樣，其共地端引腳ＡＩＮＣＯＭ就可以非常方便地實現(xiàn)八通道差分輸入。ＡＤＳ１２１６內(nèi)部還有一個二極管溫度傳感器，它是否工作可通過對內(nèi)部ＭＵＸ寄存器的配置來選擇。

輸入緩沖器（ＢＵＦ）用于在信號通路中隔離開關(guān)電容器陣列與外部電路。在沒有輸入緩沖器時，ＡＤＳ１２１６的輸入阻抗為５ＭΩ，當(dāng)使用ＡＤＳ１２１６內(nèi)部緩沖器時，其輸入電壓的波動減小，輸入電流增大。其內(nèi)部輸入緩沖器是通過ＢＵＦＦＥＲ引腳和內(nèi)部ＡＣＲ寄存器的ＢＵＦＦＥＲ位共同控制的。

ＡＤＳ１２１６內(nèi)

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