ADS7822
12位微功耗高速A/D转换器
性能特征:
(1)75kHz 采样速率
(2)微功耗:采样频率为75kHz时,功耗为0.54Mw;采样频率为7.5kHz时,功耗为0.06Mw
(3)MI-DIP 8脚封装,SO-IC8脚封装以及MSOP8脚封装
(4)差分输入
(5)串行接口
(6)
应用
(1) 电池供电系统
(2) 远程数据采集
(3) 隔离数据采集
(4) 多路数据同步采集系统
说明书
ADS7822 是12位A/D转换器 ,工作电压范围从2.7V到5.25V。工作于最高采样频率下,它的功耗仍然很低。在低速转换时,ADS7822的高速特性能使自身处于掉电方式,在7.5kH采样频率下, 功率损耗小于60μW
ADS7822芯片的典型工作范围从2V到5V,同步串行接口,差分输入。接口电压可以设置为50mV到VCCS的范围内任意值。微功耗及微小尺寸使得ADS7822成为电池供电系统的理想元件。它也同样适用于远程数据采集模块及多通道数据同步采集系统以及隔离数据采集系统。ADS7822 有三种封装形式 ,即MINI –DIP 形式,SOIC 形式,MSOP形式。
工作原理
ADS7822是典型的逐次逼近式A/D转换器.它是一个基于固有的包含采样保持器的电容重新配置的结构。这个芯片采用0.6μm的制造工艺。这种工艺和结构使得ADS7822能完成每秒75000次的模拟信号转换,而且消耗很低的功率
ADS7822需要一个外部参考电压,一个外部时钟,以及一个信号源vcc,外部参考电压可以是50mV至VCC之间的值。参考电压值直接决定了模拟电压的输入范围。参考输入电流决定ADS7822的转换速率。
外部时钟在10KHZ到1.2MHZ之间变化,时钟周期本质上不重要,只要最小周期大于400ns就可以(vcc=2.7或者更大)。最小时钟频率的是由ADS7822内部泄露电容决定的。
模拟输入端提供了两个输入引脚,即+in和-in。当转换初始化时,内部电容阵列采样两个引脚上的差分输入。一旦转换开始后,两个输入将与内部功能器件失去联系。
转换的数字结果被时钟输入DCLK计数,从Dout引脚连续输出,并且首先输出高有效位。Dout引脚上的数字量是适用于正在进行的转换进程,没有传输延迟。转换完成以后继续计数ADS7822的状态得到先输出最低有效位的串行数据是合理的。
中文翻译英文转换器
模拟输入
+in和-in端允许同极性的信号输入。不像这一类型的其他转换器,-in引脚在随后的转换周期中,不能被重新采样。当转换器进入保持期时,+in和-in之间的电压差被内部电容阵列捕捉。
-in的输入范围限定在-0.2v到+1v。鉴于此,差分输入只能被用来限制那些与这两个输入相当的微小信号。-in信号最好被用来检测远程的信号地,而这些信号地可能会稍微偏离本地地电位。模拟输入端的输入电流可能取决于很多因素:采样频率,输入电压,电源的输入阻抗,掉电模式。实际上,进入到ADS7822的电流在采样周期内为内部的电容阵列充电,这些电容被充满以后,输入电流就不存在了。模拟输入电压源必须能在1.5个时钟周期内将一个25pF的输入电容充电至12位的设置水平。当转换器进入保持模式或者处于掉电模式时,输入阻抗大于1GΩ。
值得注意的是绝对的模拟输入电压,为了保持转换器的线性度,-in输入不能低于-0.2v或高于1v,+in输入应该维持在-0.2v到VCC+0.2v的范围内,超出这些范围转换器的线性度可能不满足要求。
参考输入
外部参考输入限定了模拟输入电压范围。ADS7822芯片在50mV到VCC的参考输入下工作。关于这有几点重要的说明。随着参考电压的降低,每个数字输出码所代表的模拟量减小。这就是通常所说的最低有效位尺寸问题,它等于参考电压值除以4096。当提及到最低有效位时,随着参考电压的降低,A/D转换器内固有的任何偏移以及增益误差都将增加。
转换器内的固有噪声会随着更低的最低有效位增加。对于一个2.5v的参考电压,转换器的内部噪声对于输出编码的最大偶然误差只有0.32LSB。当外部参考输入是50mV时,固有噪声产生的偶然误差将是之前的50倍,即16LSB。由于内部噪声带来的误差本质上呈现高斯分布,可以通过对连续的转换结果求平均值的方法来减小误差。
更多的关于噪声的信息,可以查阅典型的有效位数-参考电压响应曲线以及峰峰值-参考电压响应曲线。
除了更低的参考电压,还应该考虑提供一个简洁的布局,包括足够的分路,清洁的电源供应,低噪声参考电压,低噪声输入信号。因为最低有效位的尺寸越小,转换器就会对外部的误差源例如附近的数字信号和电磁干扰越敏感。
数字接口
信号标准
ADS7822的数字输入能容纳6v的逻辑电平而不必在意VCC的值。它可以在3v的电压下工作,仍然能接受5v的逻辑电平。
CMOS数字输出Dout在0到6v之间,如果vcc是3v,这个输出端被连接到5v的CMOS逻辑输入电路,集成电路可能比正常情况下需要更大的工作电流,可能还会有稍微长一点的传输延迟。
串行接口
ADS7822芯片和微处理器及其他数字系统之间通信是通过3线制的串行口实现的如图1和表1所示。在DCLK信号的下降沿,DCLK信号使转换数据与每一位被传输数据同步。绝大多数的接收系统是在DCLK的上升沿获取数据流。然而,Dout的最小保持时间合适的话,系统可以利用时钟信号的下降沿捕捉每一位数据。
CS信号的下降沿启动转换及数据传送。转换周期开始的1.5到2个时钟周期被用来采样输入信号。在DCLK的第二个下降沿之后,Dout处于激活状态输出一个时钟周期的低电平,在接下来的12个时钟周期内,Dout输出转换结果,最高有效位首先输出。当最低有效位B0被输出后,后来的时钟会重复输出数据,但是最低有效位首先输出的格式。
当最高有效位B11被重复输出后,Dout将变为高阻态。随后的时钟对转换器无影响,只有当CS信号下降沿再次出现时,新的转换过程才能被启动。
数据格式
ADS7822输出的数据是一串2进制数,正如表2所示。表格给出的是在给定输入下,理想的输出代码,不考虑增益误差,噪声和偏移量的影响。
功率损耗
转换器的结构,半导体制造工艺以及精心的设计使得ADS7822采样频率能达到75kHz,却只消耗非常小的功率。尽管如此,对于绝对的最小损耗功率,仍有几点需要注意。ADS7822的功耗可以直接用转换速率衡量。因此,为了实现最低功耗而做的第一步是到
满足系统需要的最低转换速率。
版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198,我们将在24小时内删除。
发表评论