CS1237是一款高精度、低功耗模數轉換芯片,一路差分輸入通道,內(nei) 置溫度傳(chuan) 感器和高精度振蕩器。
以下為(wei) CS1237芯片的功能框圖。
1、芯片功能說明
1) CS1237 是一款高精度、低功耗模數轉換芯片,一路差分輸入通道,內(nei) 置溫度傳(chuan) 感器和高精度振蕩器。
2) CS1237的PGA可選: 1、2、64、128,默認為(wei) 128。
3) CS1237 正常模式下的ADC 數據輸出速率可選: 10HZ、40Hz\ 640Hz\ 1.28kHz,默認為(wei) 10Hz;
4) MCU 可以通過2 線的SPI接口SCLK、DRDY DOUT與(yu) CS1237 進行通信,對其進行配置,例如通道選擇、PGA選擇、輸出速率選擇等。
1.1芯片主要功能特性
1)內(nei) 置晶振
2)集成溫度傳(chuan) 感器
3)帶Power down功能
4)2線SPI接口,最快速率為(wei) 1.1MHZ
1.2ADC 功能特性
24 位無失碼
PGA放大倍數可選: 1、2、64、128
1路24位無失碼的差分輸入,在PGA=128時ENOB為(wei) 20位(5V)\19.5位(3.3V)
PP噪聲:PGA=128、10HZ:180nV;
INL小於(yu) 0.0015%
輸出速率可選: 10HZ、40HZ、640Hz、1.28kHz
帶內(nei) 短功能
1.3芯片基本結構功能描述
CS1237是一款高精度、低功耗Sigma-Delta 模數轉換芯片,內(nei) 置一路Sigma-De1taADC,一路差分輸入通道和一路溫度傳(chuan) 感器,ADC 采用兩(liang) 階sigm a delta 調製器,通過低噪聲儀(yi) 用放大器結構實現PGA放大,放大倍數可選: 1、2、64、128。在PGA=128時,有效分辨率可達20 位(工作在5V)。
CS1237 內(nei) 置RC 振蕩器,無需外置晶振。
CS1237 可以通過DRDY,DOUT和SCIK 進行多種功能模式的配置,例如用作溫度檢測、PGA選擇、ADC 數據輸出速率選擇等等。
CS1237 具有Powerdown模式。
1.6 CS1237電氣特性
所有的參數測試在環境溫度-40~85℃、內(nei) 置基準的條件下測試,除非有其它注明。
1.7芯片引腳
2.1模擬輸入前端
CS1237 中有1路ADC,集成了1路差分輸入,信號輸入可以是差分輸入信號AINP、AINN,也可以是溫度傳(chuan) 感器的輸出信號,輸入信號的切換由寄存器(ch_se[1:0])控製,其基本結構如下圖所示:
圖3 模擬輸入結構圖
CS1237 的PGA可配: 1、2、64、128,由寄存器(ga_sl[1:0])控製;
基準電壓可以由外部輸入也可是內(nei) 部輸出,如果要使用外部基準電壓,要先關(guan) 閉內(nei) 部
基準,內(nei) 部基準控製由寄存器(refo_off控製。
2.2溫度傳感器
芯片內(nei) 部提供溫度測裏功能。當ah_se1[1:0]=2‘b10時,ADC模擬信號輸入接到內(nei) 部溫度傳(chuan) 感器,其它的模擬輸入信號無效。ADC 通過測裏內(nei) 部溫度傳(chuan) 感器輸出的電壓差來推導出實際的溫度值。當ch_se[10]=2b10時,ADC 隻支持PGA=1。溫度傳(chuan) 感器需要進行單點校正。校正方法: 在某個(ge) 溫度點A下,使用溫度傳(chuan) 感器進行測裏得到碼值Yao
那麽(me) 其他溫度點B 對應的溫度= Yb+(273.15+A)Ya-273.15
A溫度單位是攝氏度。Ya 是A點對應溫度碼值。Yb是B點對應溫度碼值。
2.3低噪聲PGA 放大器
CS1237 提供了一個(ge) 低噪聲,低漂移的PGA 放大器與(yu) 橋式傳(chuan) 感器差分輸出連接,其基
本結構圖如下圖所示,前置抗EMI 濾波器電路R=4502,C=18pF 實現20M高頻濾波。低
噪聲PGA放大器通過RF1; R1; RF2 實現64倍放大,並和後級開關(guan) 電容PGA組成64 和
128 的PGA 放大。通過pga_sel[1:0]來配置1\ 2、64\ 128 等不同的PGA。當使用PGA=1,2時,64 倍低噪聲PGA放大器會(hui) 被關(guan) 斷以節省功耗。當使用低噪聲PGA放大器時,輸入範圍在GND+0.75V 到VDD_0.75V 之間,超出這個(ge) 範圍,會(hui) 導致實際性能下降。在CAP端口處接一個(ge) 內(nei) 置45PF電容,與(yu) 內(nei) 置2k電阻RINT組成一個(ge) 低通濾波,用作低噪聲PGA放大器的輸出信號的高頻濾波,同時該低通濾波器也可以作為(wei) ADC 的抗混疊濾波器。
圖4 PGA結構圖
CS1237 內(nei) 置Buffer,當PGA=1,2時,CS1237 使用Buffer來減少由於(yu) ADC差分輸入阻抗低帶來的問題,例如建立時間不足,增益誤差偏大等等,當PGA=64 ,128 時,CS1237 也使用Buffer 來減少由於(yu) 低噪聲PGA經過RINT=2K,CNT=0.1uF的低通濾波後帶來的建立誤差,增益誤差以及內(nei) 碼漂移的現象。
2.4時鍾信號源
CS1237 使用內(nei) 置晶振來提供係統所需要的時鍾頻率,典型值為(wei) 5.2MHZO
2.5複位和斷電( POR& power down )
當芯片上電時,內(nei) 置上電複位電路會(hui) 產(chan) 生複位信號,使芯片自動複位。
當SCLK 從(cong) 低電平變高電平並保持在高電平超過100us,CS1237 即進入PowerDwon
模式,此時功耗低於(yu) 0.1UAO 當SCLK 重新回到低電平時,芯片會(hui) 重新進入正常工作狀態。
當係統由Power down 重新進入正常工作模式時,此時所有功能配置為(wei) PowerDown 之前的狀態,不需要進行功能配置。