2阶Δ-∑调节器ADS1202的原理和应用

　　摘要：ADS1202是美国德州仪器公司（TI）生产的1-Bit10MHz2阶Δ-∑精密信号调节器芯片。文中详细介绍了ADS1202的技术特点、内部结构、工作原理和实际应用方法，同时提高了在设计电路时使用ADS1202需要特别注意的技术问题。
　　关键词：Δ-∑精密调节器A/D变换测量ADS1202
　　
　　1概述
　　
　　ADS1202是一种高精度、80dB动态范围的Δ-∑调节器，其工作电源为+5V。该芯片的差分输入端可直接与传感器或低电平信号相连，并具有合适的数字滤波器和调制速率，可以完成16-bit模数变换（A/D），而且不会遗漏代码。在调节速率为10MHz、数字滤波器带宽为10kHz情况下，该器件可保持12bit的有效分辨率。ADS1202适合用于中等分辨率的测量，其应用领域包括：电机电枢电流测量、通用电流测量、精密转换测量、工业过程控制、重量测量、印刷和便携仪器、压力传感器测量等。
　　
　　2主要特性及内部结构
　　
　　ADS1202是单通道、2阶、CMOS模拟调节器，主要特性如下：
　　
　　*具有16bit分辨率；
　　
　　*具有13bit线性度；
　　
　　*具有分辨率/速度交替切换功能：10bit有效分辨率时具有20μs的信号延迟；12bit有效分辨率时具有77μs的信号延迟；
　　
　　*使用5V单电源是的输入范围为±250mV；
　　
　　*增益误差为2%；
　　
　　*具有四种不同方式的串行接口；
　　
　　*可由分解相位或曼彻斯特译码实现成对的二进制译码，适用于一线接口连接。
　　
　　ADS1202采用8脚TSSOP封装，其外形和管脚排列图1所示，各管脚的功能如表1所列，由于ESD可能造成器件损坏，故在使用时要采取适当的防范措施。
　　
　　表1管脚功能
　　
　　管脚号管脚名管脚功能1MO方式输入2VIN+同相模拟输入端3VIN-反相模拟输入端4M1方式输入5GND电源地6MDAT调制器数据输出端7MCLK调制器时钟输入或输出8VDD电源、+5V
　　ADS1202的内部电路结构如图2所示，从图中可以看出：该芯片由2阶Δ-∑调节器、20MHz的RC振荡器、接口电路、2.5基准电压源以及一个缓冲器组成。应用时，芯片的工作电压不允许超过6V，数字输入电压范围：GND-0.3V~VDD+0.3V，模拟输入电压范围：GND-0.4V~VDD+0.3V，芯片的功耗为0.25W。
　　
　　3工作原理
　　
　　ADS1202用一个用关电容电路来完成差分模拟输入，这个开关电容可实现2阶调节过程，它可将输入信号数字经为一个1-bit数字流。取样时钟信号（MCLK）提供开关电流网络，而调帛时钟信号用于A/D变换过程，也作为输出的数据帧时钟，时钟源可位于芯片内部也可位于芯片外部。时钟的差频允许随着解决方案和信号带宽变化。模拟输入信号被调节器连续取样并与内部基准电压进行比较。数字流出现在变换器的输出端，它精确地表示了模拟输入电压随时间的变化情况。
　　
　　3．1模拟输入
　　
　　ADS1202的模拟输入完成基于微分调节器结构。这个输入级可实现低系统噪音、高共模抑帛比（90dB）和极佳的电源抑制比。模拟输入端的输入阻抗由输入电容和调节器的时钟频率决定，调节器的时钟频率也是调节器的取样频率。ADS1

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