新型8通道24位模数转换器ADS1216及其应用
摘要：介绍了８通道24位Δ－∑型模拟／数字转换器ADS1216的特点、结构及原理，并以ADS1216用于海洋光学浮标光学幅照度仪为例，给出了它和C8051F020之间的接口电路和程序流程图，最后给出了ADS1216的一些使用要点及设计经验。关键词：ADS1216；SPI；Δ－∑；光学浮标
１ ＡＤＳ１２１６概述
ＡＤＳ１２１６是Ｂｕｒｒ－Ｂｒｏｗｎ产品线中的一款新型、高精度、宽动态范围、Δ－∑型８通道２４位ＡＤＣ。它通过ＳＰＩ接口与外界进行信息交换，具有２２位有效分辨率，工作电压范围为２．７Ｖ～５．２５Ｖ。该器件可以通过选择内部缓冲来提高阻抗，并可提供全量程电压５０％的偏移校正，此外，ＡＤＳ１２１６还具有内外两种参考电压供给方式。
图1
ＡＤＳ１２１６主要应用于工业过程控制、液态／气态色谱仪、血液分析、智能变送器、便携式仪器、压力传感器以及其它一些要求高精度、低功耗的测量仪器中。ＡＤＳ１２１６的主要特点如下：
●低非线性度：０．００１５％；
●采用单周期转换模式；
●功耗小于１ｍＷ；
●可配置为８路差分输入；
●具有可编程增益放大器，Ｇ＝１时，可提供２２位有效分辨率； Ｇ＝ １２８时，可提供１９位有效分辨率；
●带有ＳＰＩ通讯接口；
●数据输出速率在１０Ｈｚ～１ｋＨｚ内可编程；
●具有芯片自校准功能。
图2
２ ＡＤＳ１２１６的结构原理及寄存器功能
２．１ ＡＤＳ１２１６的内部结构及工作原理
图１所示为ＡＤＳ１２１６的内部结构和外部主要引脚。ＡＤＳ１２１６内部主要由模拟多路开关（ＭＵＸ）、输入缓冲器（ＢＵＦ）、可编程增益放大器（ＰＧＡ）、二阶Δ－∑调制器、可编程数字滤波器、微控制器、１６个状态／控制寄存器、１２８字节ＲＡＭ、串行ＳＰＩ接口、两个８位ＤＡＣ、内部参考电压产生器以及时钟发生器等组成。其中，输入多路选择器（ＭＵＸ）主要用来提供八路模拟输入差分组合。当模拟输入的通道１被选择为正差分输入通道时，其余的通道则可被选作负的差分输入端。这样，其共地端引脚ＡＩＮＣＯＭ就可以非常方便地实现八通道差分输入。ＡＤＳ１２１６内部还有一个二极管温度传感器，它是否工作可通过对内部ＭＵＸ寄存器的配置来选择。
输入缓冲器（ＢＵＦ）用于在信号通路中隔离开关电容器阵列与外部电路。在没有输入缓冲器时，ＡＤＳ１２１６的输入阻抗为５ＭΩ，当使用ＡＤＳ１２１６内部缓冲器时，其输入电压的波动减小，输入电流增大。其内部输入缓冲器是通过ＢＵＦＦＥＲ引脚和内部ＡＣＲ寄存器的ＢＵＦＦＥＲ位共同控制的。
ＡＤＳ１２１６内
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