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ADS1251U 发布时间 时间:2024/2/22 11:22:51 查看 阅读:532

ADS1251U是一种高性能低功耗模拟前端芯片。它具有16位的精确度和24位的分辨率,可用于测量各种类型的信号,包括温度、压力、应变、声音等。ADS1251U采用了低噪声、低漂移的设计,能够提供高精度的测量结果。它具有多种工作模式和采样速率可选,可以根据不同应用的需求进行配置。该芯片具有内置的低噪声放大器和可编程增益放大器,可以放大输入信号并抑制噪声干扰。它还具有内置的电压参考源和温度传感器,可用于校准和补偿测量结果。
ADS1251U支持SPI和I2C接口,可以与微处理器或其他外部设备进行通信。它还具有多种保护功能,如电源电压监测、短路保护和过温保护,可以确保芯片的稳定和可靠运行。
ADS1251U广泛应用于工业控制、仪器仪表、医疗设备、传感器接口等领域。它的高精度和低功耗特性使它成为许多应用中理想的选择。

参数指标

1、工作电压范围:2.7V至5.25V
  2、输入电压范围:±VREF
  3、输入电压偏置:±VREF / 2
  4、采样率:30kSPS至1000SPS
  5、输入完整性:±VREF
  6、内部低噪声增益放大器
  7、低输入偏置电流:±4nA
  8、高精度16位ΔΣ ADC
  9、内部低漂移参考电压
  10、SPI接口

组成结构

1、输入缓冲放大器:用于放大输入信号和提高输入阻抗。
  2、低噪声增益放大器:用于进一步放大输入信号,并提供可调增益。
  3、ΔΣ ADC:采用二阶ΔΣ调制器结构,将模拟信号转换为数字信号。
  4、内部参考电压:用于提供参考电压给ADC。
  5、控制逻辑:用于控制芯片的工作模式和参数设置。
  6、SPI接口:用于与外部MCU或其他设备进行通信。

工作原理

1、输入信号经过输入缓冲放大器进行放大和阻抗匹配。
  2、放大后的信号经过低噪声增益放大器进一步放大,并通过可调增益设置合适的放大倍数。
  3、放大后的信号经过ΔΣ ADC进行模数转换,将模拟信号转换为数字信号。
  4、数字信号经过数字滤波器和数字调理电路进行滤波和调理,提高信号质量。
  5、最后,通过SPI接口将数字信号传输给外部MCU或其他设备进行进一步处理。

技术要点

1、输入缓冲放大器和低噪声增益放大器的设计要注意提高输入阻抗、降低噪声和失调。
  2、ΔΣ ADC的设计要注意提高分辨率、减小非线性误差和增加抗干扰能力。
  3、内部参考电压的设计要注意提高稳定性和减小温度漂移。
  4、控制逻辑的设计要注意实现灵活的工作模式和参数设置。

设计流程

1、确定系统需求和性能指标,包括输入范围、采样率、精度等。
  2、选择合适的外部元件,如输入缓冲放大器、低噪声增益放大器、参考电压源等。
  3、进行电路设计和模拟仿真,包括放大器电路、ADC电路、滤波器电路等。
  4、进行PCB布局和布线,注意地线和电源线的布置和分离。
  5、完成原理图和PCB设计,并进行电气规范检查。
  6、制作样板,进行功能验证和性能测试。
  7、优化设计和调整参数,直到满足系统需求。

注意事项

1、芯片供电电压要在规定范围内,且稳定。
  2、输入信号要注意防止干扰和过载。
  3、PCB布局要合理,注意信号和电源线的分离和屏蔽。
  4、确保参考电压的稳定性和准确性。
  5、注意芯片温度和环境温度对性能的影响。

发展历程

ADS1251U是一种高性能低功耗模拟前端芯片,在其发展历程中,经历了以下几个重要阶段。
  首先,模拟前端芯片的发展始于模拟信号处理技术的出现。在过去,模拟信号处理主要依靠传统电路设计方法,但这种方法存在着设计难度大、成本高和性能受限等问题。随着模拟信号处理技术的发展,基于集成电路的模拟前端芯片逐渐崭露头角。
  其次,随着集成电路技术的进步,模拟前端芯片逐渐实现了小型化和集成化。在过去,模拟前端芯片常常需要大型外围电路的支持,而现在的芯片则将大部分功能集成在一个小芯片中,实现了体积小、功耗低的特点。这种小型化和集成化的发展,大大简化了模拟前端系统的设计和使用。
  第三,模拟前端芯片的性能不断提升。随着集成电路制造工艺的进步,芯片的尺寸不断缩小,晶体管的性能也得到了大幅提高。这使得模拟前端芯片的分辨率、采样率、动态范围等性能指标得到了显着提升。例如,ADS1251U芯片采用了24位Σ-Δ调制技术,能够实现高精度的模拟信号转换,并具有低噪音和高抗干扰能力。
  第四,模拟前端芯片的功能不断丰富。随着应用领域的不断扩展,模拟前端芯片的功能也在不断增加。例如,ADS1251U芯片具有多通道输入、内部参考电压、温度传感器和可编程增益等功能,可以满足不同应用的需求。此外,模拟前端芯片还可以与其他模块或传感器进行通信,实现更复杂的系统功能。
  最后,模拟前端芯片的应用范围不断扩大。模拟前端芯片在工业控制、医疗设备、仪器仪表、通信设备等领域得到了广泛应用。例如,ADS1251U芯片可以应用于生物医疗领域,用于测量生物电信号、心电图和脑电图等。随着技术的进一步发展,模拟前端芯片的应用领域还将继续扩大。

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ADS1251U参数

  • 产品培训模块Data Converter Basics
  • 视频文件Nuts and Bolts of the Delta-Sigma Converter
  • 标准包装75
  • 类别集成电路 (IC)
  • 家庭数据采集 - 模数转换器
  • 系列ResolutionPLUS™
  • 位数24
  • 采样率(每秒)20.8k
  • 数据接口串行
  • 转换器数目1
  • 功率耗散(最大)7.5mW
  • 电压电源单电源
  • 工作温度-40°C ~ 85°C
  • 安装类型表面贴装
  • 封装/外壳8-SOIC(0.154",3.90mm 宽)
  • 供应商设备封装8-SOIC
  • 包装管件
  • 输入数目和类型1 个差分,双极
  • 其它名称296-9303-5296-9303-5-ND