產品簡述
MS1100 是一款高精度 16bit 模數轉換器。內部集成 2.048V 基
準源,差分輸入范圍達到±2.048V。使用了 I 2C 兼容接口。電源電
壓范圍為 2.7V 到 5.5V。
MS1100 轉換速率為 15、30、60 或 240SPS,集成有可編程增
益放大器,增益最高可到 8 倍。在單次轉換模式,MS1100 在轉
換結束后會自動進入省電狀態,減小功耗。
MS1100 可用在高精度測量以及對空間、功耗有一定要求的
主要特點
?I 2C 接口
?片上基準:2.048V±0.5%
?溫度漂移:10ppm/°C
?內部集成 PGA:1 到 8 倍
?內部集成振蕩器
?16 位無失碼精度
?INL(積分非線性誤差):0.01%
?8 個可用 I 2C 地址
?可編程輸出速率:15SPS 到 240SPS
?工作電壓范圍:2.7V 到 5.5V
?低電源功耗:315μA
應用
?手持儀器
?工業級控制
?智能變送器
?溫度測量
產品規格分類
管腳圖
管腳說明
內部框圖
極限參數
芯片使用中,任何超過極限參數的應用方式會對器件造成永久的損壞,芯片長時間處于極限工作
狀態可能會影響器件的可靠性。極限參數只是由一系列極端測試得出,并不代表芯片可以正常工作在
此極限條件下。
推薦工作條件
電氣參數
若無特別說明,測試條件:VDD=5V。
如有需求請聯系——三亞微科技 王子文(16620966594)
注:1. 滿幅度的 99%;
2. FSR = 滿幅度量程 = 2×2.048/PGA = 4.096/PGA;
3. 包括 PGA 和基準的所有誤差。
功能描述
MS1100 是一個全差分、16 位、Σ-Δ 型模數轉換器,由一個帶有可調增益的 Σ-Δ 模數轉換器、一個
2.048V 的電壓基準、一個時鐘振蕩器、一個數字濾波器和一個 I 2C 接口組成。其設計簡單、極易配置
的特點使得用戶很容易獲得精確的測量值。
模/數轉換器
MS1100 的模/數轉換器核由一個差分開關電容 Σ-Δ 調制器和一個數字濾波器組成。調制器測量
正、負模擬輸入端的壓差,并將其與基準電壓相比較,在 MS1100 中基準電壓為 2.048V。數字濾波器
從調制器接收高速碼流,并輸出與輸入電壓成比例的數字信號。
電壓基準
MS1100 內置一個 2.048V 的片內電壓基準,無需外部基準。
輸出碼計算
MS1100 輸出碼的位數取決于更新速率,如表 1 所示。
時鐘振蕩器
MS1100 內置時鐘振蕩器,該振蕩器驅動調制器和數字濾波器。無需外部時鐘。
輸入阻抗
MS1100 輸入級采用開關電容。等效電阻值取決于電容值和電容的開關頻率。電容器的值取決于
可編程增益放大器 (PGA)的設置,時鐘由片內時鐘振蕩器產生。典型工作頻率 275kHz。
共模和差分輸入阻抗不同,詳情請見電氣特性。
當外接高輸出阻抗輸入源,輸入端需要外接 buffer。
混疊
當輸入信號頻率超過更新速率的一半,會產生混疊。為防止混疊的產生,必須限制輸入信號的帶
寬。MS1100 的數字濾波器可在一定程度上衰減高頻率的噪聲,但其 sinc 濾波器不能完全替代抗混疊
濾波器。對于少數應用,還是需要外部濾波。
在設計輸入濾波器時, 應考慮到濾波器和 MS1100 輸入之間的阻抗匹配。
工作模式
MS1100 有兩種轉換模式:連續轉換和單次轉換。
在連續轉換模式中,每次轉換完成,結果都將存入結果寄存器,并立即開始下一次轉換。
在單次轉換模式中,MS1100 會等待配置寄存器中的 ST/DRDY 位被置為 1。 ST/DRDY 位被置為 1 后
開始轉換,轉換完成后結果存入結果寄存器中,并復位 ST/DRDY 位為 0,進入省電模式。
從連續轉換模式切換到單次轉換模式時,MS1100 將完成當前轉換,并復位 ST/DRDY 位為 0,進入
省電模式。
復位和上電
在上電時,自動執行一次復位,配置寄存器中的所有位設置為默認值。
MS1100 會對 I 2C 的總呼叫復位命令做出響應,當 MS1100 接收到總呼叫復位命令時,立即執行一
次復位。
I 2C 接口
MS1100 通過 I 2C 接口通信。圖 1 為 I 2C 時序圖,表 3 列出了相關參數。
如有需求請聯系——三亞微科技 王子文(16620966594)
結果寄存器
16 位的結果寄存器存儲轉換結果,采用二進制補碼格式。在復位或上電之后,結果寄存器清 0,
直到第一次轉換完成。結果寄存器的格式如表 4 所示。
配置寄存器
8 位配置寄存器控制 MS1100 的工作模式、更新速率和可編程增益放大器(PGA)。配置寄存器的格
式如表 5 所示,默認設置是 8CH。
位 7: ST/DRDY
ST/DRDY 位的含意取決于它是寫入還是讀出。
在單次轉換模式中,寫 1 到 ST/DRDY 位則表示轉換的開始,寫入 0 則無影響,在連續方式中,
MS1100 忽略寫入 ST/DRDY 的值。
在連續轉換模式中, ST/DRDY 位確定新轉換數據是否就緒。如果 ST/DRDY 為 1,則表示結果寄存
器中的數據已經被讀?。蝗绻?ST/DRDY 為 0,則表示結果寄存器中的數據是未被讀取的新數據。
在單次轉換模式中, ST/DRDY 位確定轉換是否完成。如果 ST/DRDY 為 1,則表示結果寄存器的數
據為舊數據,而且轉換正在進行。如果 ST/DRDY 為 0,則表示結果寄存器的數據是新轉換的結果。
MS1100 先輸出結果寄存器的值,再輸出配置寄存器值。 ST/DRDY 位的狀態適用于剛從結果寄存
器中讀取的數據,而不是下一次讀操作讀取的數據。
位 6-5:保留位
位 6-5 必須設為 0。
位 4:SC
轉換模式選擇位。當 SC 為 1 時,選擇單次轉換模式;當 SC 為 0 時,選擇連續轉換模式。默認為
0。
位 3-2:DR
更新速率選擇位,如表 6 所示。
讀操作
讀取結果寄存器和配置寄存器的值。先對 MS1100 尋址,再從器件中讀出 3 個字節。前 2 個字節
是結果寄存器的值,第 3 個字節是配置寄存器的值。
可不讀出配置寄存器,在讀操作中允許讀出的字節個數少于 3 個。如果讀取多于 3 個字節,從第
4 個字節開始將為 FFH。
MS1100 的典型讀操作的時序見圖 2。
寫操作
對配置寄存器進行寫操作,先對 MS1100 尋址,再寫入一個字節,這個字節將被寫入配置寄存器
中。
寫入多個字節無效,將忽略第一個字節之后的任何字節。MS1100 寫操作的典型時序見圖 3。
典型應用圖
基本連接方法
對于多數應用而言,MS1100 的典型基本連接圖如圖 4 所示。
連接多個器件
一條 I 2C 總線可連接多個 MS1100。 MS1100 有 8 種不同版本,每種版本對應一種 I 2C 地址。如圖 5
所示,三個 MS1100 連接到同一條總線的接線圖。一條 I2C 總線上最多可以連接 8 個 MS1100(使用 8
種不同版本的 MS1100)。
注意,I 2C 總線僅需一組上拉電阻。
低端電流監控器
圖 6 是低端電流監控器的電路圖。該電路通過一個檢流電阻來讀取電壓。此電阻上電壓可用低漂
移的運放 MS8552 放大,放大結果由 MS1100 讀取。
建議 MS1100 工作在 8 倍增益下,可以降低 MS8552 的增益。對于 8 倍增益而言,運放應提供最
高不高于 0.256V 的輸出電壓,所以在滿刻度電流時,檢流電阻提供最大 64mV 的電壓降。
封裝外形圖
SOT23-6
——愛研究芯片的小王
審核編輯 黃宇
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