德州仪器ADS1248IPWR模数转换器中文资料

德州仪器 (Texas Instruments) 的 ADS1248IPWR 是一种高精度的24位模数转换器 (ADC)，广泛应用于各种测量和监控系统。该ADC的具体型号为ADS1248IPWR，其中“ADS”表示模数转换器系列，“1248”则指示特定的产品型号，而“IPWR”代表封装类型为TSSOP（Thin Shrink Small Outline Package）。

厂商名称：TI德州仪器

元件分类：模数转换器(ADC)

中文描述： 德州仪器,模数转换器(ADC),24位分辨率,8输入,差分输入,SPI接口,28引脚,TSSOP封装

英文描述： 24-Bit,2kSPS,8-Ch Delta-Sigma ADC for Precision Sensor Measurement 28-TSSOP-40 to 125

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ADS1248IPWR中文参数

ADS1248IPWR概述

ADS1248IPWR是高度集成的精密24位模数转换器(ADC)。这些器件具有板载，低噪声，可编程增益放大器(PGA)，具有单周期建立数字滤波器的精密delta-sigma(ΔΣ)ADC和内部振荡器。ADS1248IPWR还提供内置的，极低的漂移电压基准，具有10mA的输出容量，以及两个匹配的可编程电流数模转换器(DAC)。这些器件为温度传感器应用提供了完整的前端解决方案，包括热电偶，热敏电阻和电阻温度检测器(RTD)。

一个输入多路复用器支持ADS1248的四个差分输入，ADS1247的两个，ADS1246的一个。此外，多路复用器还具有传感器断线检测，热电偶电压偏置，系统监视和通用数字I/O(ADS1247和ADS1248)。板载低噪声PGA提供1至128的可选增益。ΔΣ调制器和可调数字滤波器仅在一个周期内稳定，使用输入多路复用器时可实现快速通道循环，并支持高达2 kSPS的数据速率。对于20 SPS或更低的数据速率，滤波器会同时拒绝50 Hz和60 Hz干扰。

产品特性

24位，无丢码 可编程数据速率高达2 kSPS

所有数据速率的单周期建立 在20 SPS时同时抑制50Hz和60Hz

具有8个(ADS1248)和4个 (ADS1247)独立可选输入的模拟多路复用器

低噪声PGA：PGA = 128时48nV RMS 双匹配可编程励磁电流源

内部低漂移2.048V参考电压： 10 ppm /°C(最大值)

传感器烧坏检测 4或8个通用I / O(ADS1247，ADS1248)

内部温度传感器 电源和V REF监控(ADS1247，ADS1248)

自我和系统校准 SPI?兼容串行接口

模拟电源：单极性(2.7 V至5.25 V)和双极性(±2.5 V)操作

数字电源：2.7 V至5.25 V 工作温度–40°C至125°C

应用领域

温度传感器测量：

RTD，热电偶和热敏电阻

压力测量

流量计

工厂自动化和过程控制

ADS1248IPWR引脚图

工作原理

ADS1248IPWR采用高精度的Σ-Δ（Sigma-Delta）转换技术。该技术通过超采样和噪声整形来实现高分辨率和高精度。其工作原理如下：

1. 超采样：输入模拟信号经过采样率远高于奈奎斯特频率的采样，以便捕获更多的信号信息并减少量化噪声。

2. 噪声整形：通过Σ-Δ调制器将低频段的噪声移动到高频段。调制器输出的高频噪声可以通过数字滤波器有效地滤除。

3. 数字滤波：内部的数字滤波器对调制信号进行滤波，从而提取出高精度的数字信号。

这种转换技术使得ADS1248IPWR在高噪声环境下依然能保持优异的性能，适用于需要高精度和高可靠性的应用场景。

特点

ADS1248IPWR具有以下几个显著特点：

1. 高分辨率和高精度：24位分辨率，能够提供极高的测量精度，适用于精密测量。

2. 多通道输入：支持8个差分或16个单端输入通道，具有灵活的输入配置。

3. 低噪声：内置的低噪声放大器和Σ-Δ调制器，确保在噪声环境下依然能保持优异的信号完整性。

4. 低功耗：集成了多种低功耗模式，适用于电池供电的便携式设备。

5. 可编程增益放大器 (PGA)：提供1到128的可编程增益，适应不同的输入信号强度。

6. 内置温度传感器：具备温度补偿功能，有助于提高测量的准确性。

7. SPI接口：通过SPI（Serial Peripheral Interface）总线进行数据通信，简化与微控制器或处理器的连接。

8. 高输入阻抗：高输入阻抗设计，适用于高阻抗信号源的测量。

应用

ADS1248IPWR的高精度和多功能性使其适用于广泛的应用场景，包括但不限于以下几个领域：

1. 工业自动化：用于传感器数据采集，如温度、压力、流量等参数的精密测量。

2. 医疗设备：用于生物电信号的采集，如心电图 (ECG) 和脑电图 (EEG) 等。

3. 环境监测：应用于气体传感器、污染检测和气象站等环境监测设备中。

4. 消费电子：适用于高端音频设备、便携式仪器仪表等。

5. 能源管理：应用于电池管理系统 (BMS)、太阳能和风能发电系统的监测和控制。

参数

ADS1248IPWR的关键技术参数如下：

1. 分辨率：24位

2. 输入通道：8个差分输入或16个单端输入

3. 采样率：最高可达2kSPS（千次采样每秒）

4. 输入电压范围：与供电电压相关，一般为0V至VDD

5. 供电电压：2.7V至5.25V

6. 功耗：

• 正常模式下：约2.5mW

• 待机模式下：约0.05mW

7. 噪声性能：在低速率模式下，噪声密度可低至几nV/√Hz

8. 温度范围：-40°C至+125°C

9. 接口类型：SPI

详细描述

输入配置

ADS1248IPWR支持灵活的输入配置，可以选择差分或单端模式。在差分模式下，可以消除共模噪声，提高信号的测量精度。单端模式下则可以提供更多的输入通道，适用于多点测量。

可编程增益放大器 (PGA)

PGA提供从1到128的增益设置，可以根据输入信号的强度进行调节，确保ADC在最佳范围内工作。这样不仅提高了弱信号的可测性，还能避免强信号的饱和。

数字滤波器

内置的数字滤波器提供多种滤波选项，包括同步滤波器和非同步滤波器。同步滤波器适用于频率已知的噪声源，而非同步滤波器则更灵活，适用于复杂的噪声环境。

温度传感器

ADS1248IPWR集成了一个温度传感器，能够实时监测芯片温度，并提供温度补偿功能。这对于环境温度变化较大的应用场景尤为重要，有助于保持测量的准确性和稳定性。

校准功能

内部的校准功能包括自校准和系统校准，可以消除偏移和增益误差。自校准功能在芯片内部完成，系统校准则需要外部参考信号。通过校准可以确保ADC长期工作的稳定性和准确性。

封装和引脚

ADS1248IPWR采用TSSOP封装，具有以下引脚配置：

• 电源引脚：VDD和GND

• 输入引脚：AIN0至AIN15（多通道输入）

• SPI接口引脚：SDI、SDO、SCLK和CS

• 控制引脚：START、RESET和DRDY

这种封装形式不仅节省空间，还提供了足够的引脚数量，满足复杂应用的需求。

设计注意事项

在使用ADS1248IPWR进行设计时，需注意以下几点：

1. 电源去耦：在VDD和GND之间添加去耦电容，降低电源噪声对ADC性能的影响。

2. PCB布局：确保模拟部分和数字部分的合理隔离，避免数字噪声干扰模拟信号。

3. 输入保护：对于高压或可能产生瞬态过压的输入信号，需增加保护电路，如TVS二极管或限流电阻。

4. 接地设计：采用单点接地方式，减少地电位差异对测量的影响。

小结

德州仪器的ADS1248IPWR是一款高性能的24位模数转换器，凭借其高精度、多通道、低噪声和低功耗等特点，广泛应用于工业、医疗、环境监测和消费电子等领域。其灵活的配置和强大的功能使其在各种复杂应用中能够提供可靠的解决方案。通过合理的电路设计和PCB布局，可以充分发挥ADS1248IPWR的性能，满足严苛的测量要求。