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CS5536AF-B1 发布时间 时间:2025/9/30 7:29:53 查看 阅读:5

CS5536AF-B1是美国Cirrus Logic公司推出的一款高度集成的单芯片数据采集系统,主要面向低功耗、高精度的模拟信号测量应用。该器件集成了多通道、高分辨率的模数转换器(ADC)、可编程增益放大器(PGA)、片上温度传感器、电压基准、数字滤波器以及串行接口,适用于工业过程控制、便携式仪器、称重系统、压力传感器接口和医疗设备等需要精密测量的场合。CS5536AF-B1采用24位Δ-Σ(Delta-Sigma)ADC架构,具备出色的噪声性能和动态范围,能够在低速率输出下实现高达23.5位的有效分辨率(有效位数ENOB),确保微弱信号的精确捕捉。该芯片支持单周期建立功能,允许用户在每个转换周期内快速切换输入通道并获得稳定结果,从而提升多通道系统的吞吐效率。此外,CS5536AF-B1工作电压范围宽,典型为4.75V至5.25V,同时提供多种功耗模式,包括正常工作模式和待机模式,适合电池供电的应用场景。其封装形式为28引脚SOIC或TSSOP,便于在紧凑型PCB设计中使用。该芯片通过SPI兼容的三线或四线串行接口与微控制器通信,配置灵活,可通过寄存器设置增益、数据输出速率、校准模式和通道选择等参数,极大简化了系统设计复杂度。

参数

型号:CS5536AF-B1
  制造商:Cirrus Logic
  分辨率:24位
  ADC类型:Δ-Σ(Delta-Sigma)
  通道数量:4个差分或7个单端输入(可配置)
  数据输出速率:10 Hz 至 120 Hz(可编程)
  有效分辨率(ENOB):最高23.5位(在10 Hz时)
  非线性误差(INL):±8 ppm FSR(典型值)
  偏移误差:±1.5 μV(典型值)
  增益误差:±0.005% FSR(典型值)
  增益可编程范围:1至128(通过PGA)
  参考电压:内部2.5 V基准,外部参考亦可支持
  电源电压:4.75 V 至 5.25 V
  工作电流:典型1.0 mA(正常模式),待机模式低于10 μA
  工作温度范围:-40°C 至 +85°C
  接口类型:SPI兼容串行接口(3线或4线)
  封装类型:28引脚 SOIC 或 TSSOP

特性

CS5536AF-B1的核心特性之一是其高精度24位Δ-Σ ADC结构,该架构通过过采样和数字滤波技术显著降低量化噪声,实现极高的信噪比(SNR)。在10 Hz输出速率下,该器件可达到约110 dB的峰值SNR,非常适合检测微伏级信号变化。其片内集成了低漂移、低温系数的2.5 V电压基准,典型温漂为5 ppm/°C,确保在整个工作温度范围内保持稳定的测量精度,避免了外置高精度基准带来的成本和布局复杂性。可编程增益放大器(PGA)支持1至128倍的增益调节,使前端小信号(如来自桥式传感器的毫伏级输出)能够被充分放大以匹配ADC输入范围,最大限度利用ADC的动态范围。
  该芯片支持多通道灵活配置,用户可在四个差分输入或七个单端输入之间进行选择,并通过寄存器编程实现通道间的快速切换。独特的单周期建立功能意味着在每次通道切换后,仅需一个完整的滤波器周期即可获得稳定、无延迟的转换结果,显著提高了多通道系统的整体吞吐率。例如,在10 Hz数据速率下,每个通道转换时间为100 ms,切换后无需额外等待时间,极大优化了实时性要求较高的应用。
  CS5536AF-B1内置完整的自校准和系统校准功能,包括零点校准和满量程校准,可自动补偿器件内部的偏移和增益误差,消除因温度漂移或长期使用导致的测量偏差。校准过程由内部逻辑自动完成,无需外部干预,提升了系统的可靠性和维护便利性。此外,器件集成片上温度传感器,可用于监测环境或系统温度,支持温度补偿算法的实现。
  在功耗管理方面,CS5536AF-B1提供了灵活的节能机制。正常工作模式下电流消耗仅为1.0 mA左右,而在待机或休眠模式下,电流可降至10 μA以下,非常适合电池供电的便携式设备。其SPI兼容接口支持主从模式,通信速率可达4 MHz以上,且具有良好的抗干扰能力。所有内部寄存器均可读写,允许用户实时监控和调整工作状态,增强了系统的可控性与调试便捷性。

应用

CS5536AF-B1广泛应用于对测量精度和稳定性要求极高的工业与嵌入式系统中。在工业自动化领域,它常用于PLC(可编程逻辑控制器)中的模拟量输入模块,用于采集温度、压力、流量和液位等传感器信号。由于其高分辨率和低噪声特性,特别适合连接RTD(电阻温度检测器)、热电偶和桥式压力传感器,经过适当的信号调理后,可实现0.1°C级别的温度测量精度。
  在称重与衡器系统中,CS5536AF-B1是称重传感器(load cell)信号处理的理想选择。其高增益PGA可直接放大称重桥路输出的微弱毫伏信号,24位分辨率支持实现高精度重量测量,适用于电子天平、平台秤和配料系统等设备。配合软件滤波和数字校准,系统可长期保持稳定测量性能。
  在医疗设备领域,该芯片可用于病人监护仪、便携式血糖仪和呼吸分析仪等产品中,用于采集生物电信号或传感器数据。其低功耗特性延长了设备的电池寿命,而高精度保障了诊断数据的可靠性。
  此外,CS5536AF-B1也适用于环境监测系统,如空气质量检测仪、水质分析仪等,用于处理来自各类化学传感器的微弱模拟输出。在测试与测量仪器中,如手持式万用表或多通道数据记录仪,该芯片提供了高性价比的高精度ADC解决方案。其灵活性和集成度也使其成为大学实验室和研发项目中常用的精密数据采集核心器件。

替代型号

ADS1256
  AD7793
  MAX11270

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