CM1110 ΔΣ ADC, 4-kanālu, 2kSPS, zemas jaudas, 16 bitu

Darbības princips

CM1110 ir kompaktāka, zemas jaudas, 16 bitu ΔΣ ADC, kas integrē vairākas funkcijas, lai samazinātu sistēmas izmaksas un komponentu skaitu mazsignāla sensoru mērījumu lietojumos.

Papildus ΔΣ ADC kodolam un viena cikla izlīdzināšanas digitālajam filtram, ierīce integrē zema trokšņa, augsta ieejas pretestības programmējamu PGA, iekšējo sprieguma reference, kā arī taktstaiņa oscilatoru. Tā ietver arī augstas precizitātes temperatūras sensoru un divus saskaņotus programmējamus strāvas avotus (IDAC). Iekšējais zemsprieguma puses enerģijas slēdzis vienkāršo zemas jaudas tiltu sensoru dizainu. Ierīci var konfigurēt caur četriem reģistriem un vadīt, izmantojot sešas komandas, izmantojot SPI režīmam 1 savietojamu interfeisu. Ierīces funkcionālā blokshēma parādīta zemāk.

CM1110 mēra diferenciālo ieejas signālu VIN (sprieguma starpību starp AINP un AINN). Pārveidotāja kodols sastāv no diferenciāla slēgta tipa kondensatora ΔΣ modulatora un digitālā filtra. Digitālais filtrs apstrādā augstas ātrdarbības bitstrāvas izvadi no modulatora un rada digitālo kodu, kas ir proporcionāls ieejas spriegumam.

CM1110 nodrošina divus pārveidošanas režīmus: vienreizēju pārveidošanas režīmu un nepārtrauktu pārveidošanas režīmu. Vienreizējā režīmā ierīce veic vienu ieejas signāla pārveidošanu pēc pieprasījuma, saglabā rezultātu iekšējā datu buferī un pēc tam pāriet zemenerģijas stāvoklī. Sistēmām, kurām nepieciešamas tikai periodiskas pārveidošanas vai kuras ilgstoši paliek neaktīvas starp pārveidošanām, vienreizējais režīms var būtiski samazināt enerģijas patēriņu. Nepārtrauktā pārveidošanas režīmā jauna pārveidošana sākas tūlīt pēc iepriekšējās pabeigšanas. Datus var nolasīt jebkurā laikā, neriskējot datu bojāšanos, un nolasītie dati atspoguļo pēdējās pārveidošanas rezultātu.

Ieejas multiplekseris

CM1110 ir aprīkots ar ļoti elastīgu ieejas multiplekseri, kā parādīts zemāk esošajā attēlā. Tas var mērīt četrus potenciāla attiecībā pret zemi izteiktus signālus, divus diferenciālos signālus vai kombināciju no diviem potenciāla attiecībā pret zemi izteiktiem signāliem un vienu diferenciālo signālu. Multiplekseris tiek konfigurēts caur MUX[3:0] reģistru.

Mērot vienvirziena signālus, negatīvais analogais ieejas signāls (AINN) tiek iekšēji savienots ar AVSS caur multipleksoru. ADC ieeja var tikt izvēlēta kā analogā barošanas sprieguma sestā daļa, (AVDD – AVSS)/6, vai ārējā atskaites sprieguma sestā daļa, (VREFPx – VREFNx)/6, kas ļauj uzraudzīt sistēmas darbības statusu.

Multipleksors var arī novirzīt abus programmējamos strāvas avotus uz jebkuru analogo ieeju (AINx) vai uz jebkuru atskaites kontaktu (REFP0, REFN0). Pret elektrostatisko izlādi (ESD) aizsargā ieejus diodes, kas pieslēgtas AVDD un AVSS. Lai novērstu ESD diodu vadīšanu, visu ieeju absolūtais spriegums nedrīkst pārsniegt diapazonu, kas norādīts vienādojumā (1):

AVSS − 0,3 V < VAINx < AVDD + 0,3 V (1)

Ja spriegums pie ieejas kājene var pārsniegt augstāk minētās robežas, ārējiem Schottky aiztures diodēm vai sērijas rezistoriem jāierobežo ieejas strāva līdz drošam līmenim (skatīt tabulu Absolūtie maksimālie reitingi). Ierīcē neizmantotu ieejas kāju pārmērīga slodze var ietekmēt turpmākās konvertācijas; šādos gadījumos ieteicams izmantot ārējas Schottky diodes, lai fiksētu signālus.

Augstas precizitātes, zemas jaudas ADC (CM1110) pielietojums rūpnieciskajā automatizācijā

1. Ievads

CM1103/CM1106 ir augsti integrēti, augstas precizitātes, zemas jaudas un zemu izmaksu ADC, ko ir izstrādājusi Simomo Microelectronics. Ar paraugu ņemšanas rezolūciju līdz pat 7 µV tie spēj apmierināt vairumdaļas temperatūras sensoru mērīšanas lietojumprogrammu prasības. Savu vairāku megaomu ieejas pretestspēja ļauj ADC tieši pieslēgties lielākajai daļai pretestības sensoru, neizjaucot sensors precizitāti.

CM110x sērija nodrošina gan I²C, gan SPI interfeisus, kas klientiem atvieglo savienošanu ar dažādiem procesoriem. CM1106 integrē arī augstas precizitātes iekšējo temperatūras sensoru, ko var tieši izmantot PCB temperatūras mērīšanai un aukstās vietas kompensācijai termopāru lietojumos.

2. CM110x īpašības

• Vadība no viena barošanas avota no 2,5 V līdz 5,5 V

• Īpaši zems enerģijas patēriņš: 270 µA (nepārtrauktās pārveidošanas režīmā)

• Miega režīma strāva: 2 µA

• Programmējams izvadīto datu biežums: 6,25 SPS līdz 2 kSPS

• Integrēts augstas precizitātes sprieguma references avots ar 10 ppm/°C temperatūras novirzi

• Programmējams analoģiskais ieejas diapazons: ±0,256 V līdz ±6,144 V

• Augstprecīzs iekšējais temperatūras sensors (CM1106)

• Integrēts programmējams komparators (CM1103)

• Četras vienvirziena ieejas / divi diferenciālie ieejas kanāli

3. Risinājuma pārskats

Ar rūpnieciskās automatizācijas straujo attīstību un pieaugošo rūpnīcu inteliģenci pēdējos gados rūpnieciskie automatizācijas instrumenti ir attīstījušies no analogajiem uz digitālajiem instrumentiem. Ar mikrokontrolieru palīdzību pIEKTAIS -specifiskās integrālās shēmas, rūpnieciskā automatizācija produkti pakāpeniski kļūst arvien inteliģentāki.

Temperatūra ir kritisks parametrs rūpnieciskajā ražošanā, un temperatūras sensori veic būtisku lomu visā rūpnieciskās automatizācijas jomā. Balstoties uz dažādām detektoru tehnoloģijām, temperatūras sensori ir pieejami daudzos veidos, piemēram, infrasarkanās temperatūras sensori, pretestības temperatūras detektori, termistori, termopāri un RTD temperatūras sensori. Visas šīs temperatūras mērīšanas lietojumprogrammas ir īpaši piemērotas signālu apstrādei un datu ieguvei, izmantojot CM110x sēriju.

Papildus temperatūras sensoriem CM110x—izmantojot tā iebūvētās priekšrocības—ir īpaši piemērots plašam rūpniecisko sensoru lietojumu klāstam, piemēram, pretestības līmeņa sensoriem, pretestības gāzes sensoriem, ūdens kvalitātes analīzei un duļķainuma mērītājiem. Šiem sensoriem parasti raksturīga augsta izejas pretestība un salīdzinoši zema jutība, bieži prasa augstas precizitātes operacionos pastiprinātājus signālu apstrādei un pastiprināšanai.

4. Produkta priekšrocības

CM110x kombinē augstu ieejas pretestību, augstu precizitāti un zemu enerģijas patēriņu, nodrošinot būtiskas priekšrocības dažādās rūpnieciskajās sensora lietojumprogrammās. Tas palīdz klientiem palielināt integrācijas līmeni rūpnieciskajos raidītājos, vienlaikus samazinot kopējās sistēmas izmaksas un enerģijas patēriņu.