在工業中,有時并不愿對一套經過驗證的解決方案作出改動,尤其是這套解決方案已經進行了一整套鑒定程序,或者已經使用多年。意法半導體為業界推薦一款非常可靠耐用的模數轉換器--ADC120。多年來,該產品的結構效率久經考驗,始終是保持數據完整性的不二之選。ADC120是一種12位逐次逼近寄存器模數轉換器,能夠在50 kspsp-1 Msps的速率下轉換8種不同的信號。
卓越的線性度
ADC120的架構基于逐次逼近寄存器。信號首先采用追蹤保持裝置進行存儲,然后根據與DAC發出的預定值的比較結果,使用電容陣列逐位轉換。良好的線性度仰仗于電容陣列匹配度、低導通電阻的開關元件和低失調低噪聲比較器。ADC120是一種12位轉換器。其靜態線性性能由差分非線性度(DNL)表示,最大值為+/-0.8LSB。這意味著ADC120的每一次步進與其理想值之間的最大差值為0.8 LSB。在此提醒,如果AVDD為3.3 V,ADC120的最小平均位則為800 μV。積分非線性度(INL)最大為1.1 LSB,這代表了整個傳遞函數與理想曲線的最大差值。上述參數可有效用于50ksps至1 Msps的整個頻率范圍。此外,ADC120的動態性能基本上由有效位數(ENOB)(通常為11.7位)反映出來,證實了ADC120在整個采樣頻率范圍內都具有出色的線性度。對于要求具有該種靈活的采樣頻率的應用,ADC120會是一個理想的選擇。
電源和輸入要求
ADC120設有兩個電源。模擬電源AVCC的額定電壓范圍為2.7 V至3.6 V,非常適合MCU操作設備或電池供電設備。該AVCC還可作為內部參考電壓使用,也就是,施加到輸入的最大允許信號必須介于0和AVCC之間。為此,建議使用靜音AVCC來獲得最佳設備性能。數字電源DVCC的額定電壓范圍同樣為2.7V至3.6 V。要獲得最佳性能,建議將AVCC和DVCC設置為相同的值。
ADC120上可以應用8路不同的單端輸入信號,這對于需要監測多個通道的應用而言大有裨益。內部多路復用器會將所選通道驅動至ADC跟蹤保持裝置。通道通過使用3位的內部寄存器映射進行選擇,并由SPI接口進行驅動。 通常必須在每路輸入上設置一個抗混疊濾波器。使用的抗混疊濾波器為帶RC組件的簡單低通濾波器,其截止頻率在FS/2奈奎斯特判據以下,以去除不良信號,滿足所需頻帶要求。由于之前電子設備的固有局限性,有時可以采用隱式抗混疊濾波器。
簡單的4線SPI接口
ADC120例如通過4線兼容SPI連接到MCU或FPGA。必須將片選信號(CSn)驅動至低電平才能開始轉換。時鐘信號SCLK由MCU發送到芯片。要完全轉換樣本,需要16個時鐘周期,因此SCLK頻率必須是采樣頻率的16倍。
主要有兩種信號轉換模式,即,觸發模式和連續模式。在觸發模式下,CSn信號將會在兩個轉換周期之間被驅動至高電平,從而響應大多數根據比例轉換/功耗而優化的應用程序。在另一方面,對于需要最高通量的應用程序,連續模式是最佳選擇。在該種模式下,CSn在兩個轉換周期之間保持低電平,電路在兩個轉換周期之間自動進入掉電狀態。
數據輸入DIN作為SPI數字輸入,用于寫入地址寄存器,其中,該地址寄存器是要轉換的通道。數據輸出DOUT引腳為SPI數字輸出引腳,轉換后的信號在該引腳上傳輸到MCU,每16個時鐘周期采樣一次,MSB在前。
穩定性和高度可靠性
ADC120符合工業溫度等級要求,可保證在-40℃至125℃的溫度范圍內適用于多種室內或室外監測。該設備還具有防靜電保護,可承受4kV HBM。
【ADC120采用16引腳TSSOP封裝】
便捷演示板
開始使用ADC120時,可以使用st.com上提供的演示版(部件號:STEVAL-AKAI001V1)。該演示板將有助于用戶對多種信號進行測量。為此,可以使用TSX711緩沖器測量參考電壓TS3431,或者通過不同的方式測量溫度,如使用TSU112放大的APT100電阻器或STLM20溫度傳感器。也可以使用TSX711測量其他一些可配置的增益輸入。
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原文標題:適用于惡劣工業環境的永久型模數轉換器--ADC120
文章出處:【微信號:STM_IPGChina,微信公眾號:意法半導體PDSA】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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