EN
Обзор
CM1110 — это прецизионный, маломощный 16-битный ΔΣ АЦП с интерфейсом, совместимым с SPI. Он включает малошумящий программируемый усилитель с программируемым коэффициентом усиления (PGA), два программируемых источника выходного тока (IDAC), источник опорного напряжения, генератор, переключатель низкого уровня и прецизионный датчик температуры. Эти функции делают CM1110 идеально подходящим для измерения слабых сигналов, таких как детекторы сопротивления (RTD), термопары, термисторы и мостовые датчики.
Модель CM1110 поддерживает скорости преобразования данных до 2 квыб/с и обеспечивает одиночный цикл установления. Входной мультиплексор (MUX) имеет четыре входа с одним концом или два дифференциальных входных канала. Для промышленных применений при частоте данных 20 отсчетов в секунду цифровой фильтр обеспечивает одновременное подавление помех 50 Гц и 60 Гц. При включенном PGA поддерживаются псевдодифференциальные или полностью дифференциальные входы; при выключенном PGA устройство по-прежнему обладает высоким входным сопротивлением, коэффициентом усиления до 4 В/В и поддерживает измерения с одним концом.
Модель CM1110 доступна в корпусе TSSOP-16 и работает в диапазоне температур от −40 °C до +125 °C.
Особенности
Широкий диапазон питания: от 2,5 В до 5 В
Низкое энергопотребление: 270 мкА (режим непрерывного преобразования)
Программируемая частота данных: от 6,25 выб/с до 2 квыб/с
Внутренний источник опорного напряжения с низким дрейфом
Внутренний осциллятор
Внутренний программируемый усилитель с коэффициентом усиления
Интерфейс SPI
Встроенный датчик температуры
4 однополярных или 2 дифференциальных входа
Соответствует стандарту AEC-Q100
Применения
Портативные приборы
Мониторинг напряжения и тока батареи
Измерение температуры
Термопары (TC)
NTC, PTC (термисторы)
Автоматизация производства и управление процессами
- Типичная схема подключения показана на следующем рисунке.
Принцип работы
CM1110 — это компактный, маломощный 16-битный дельта-сигма АЦП, в котором интегрированы несколько функций для снижения стоимости системы и количества компонентов в приложениях измерения слабых сигналов датчиков.
Помимо ядра дельта-сигма АЦП и цифрового фильтра с одиночным циклом установления, устройство включает в себя малошумящий программируемый усилитель с высоким входным сопротивлением (PGA), внутренний опорный источник напряжения и генератор тактовой частоты. Также в него встроен прецизионный датчик температуры высокой точности и два согласованных программируемых источника тока (IDAC). Внутренний коммутатор питания низкого уровня упрощает разработку мостовых датчиков с низким энергопотреблением. Устройство может быть настроено через четыре регистра и управляться с помощью шести команд по интерфейсу, совместимому с режимом SPI mode 1. Ниже показана функциональная блок-схема устройства.
CM1110 измеряет дифференциальный входной сигнал VIN (разность напряжений между AINP и AINN). Ядро преобразователя состоит из дифференциального модулятора ΔΣ с переключаемыми конденсаторами и цифрового фильтра. Цифровой фильтр обрабатывает высокоскоростной поток данных с модулятора и формирует цифровой код, пропорциональный входному напряжению.
CM1110 обеспечивает два режима преобразования: одиночный режим преобразования и непрерывный режим преобразования. В одиночном режиме устройство выполняет одно преобразование входного сигнала по запросу, сохраняет результат во внутренний буфер данных и затем переходит в режим с низким энергопотреблением. Для систем, которым требуются только периодические преобразования или которые остаются в простое в течение длительных интервалов между преобразованиями, одиночный режим может значительно снизить энергопотребление. В режиме непрерывного преобразования новое преобразование начинается сразу после завершения предыдущего. Данные можно считывать в любое время без риска их повреждения, и считываемые данные представляют результат последнего преобразования.
Входной мультиплексор
CM1110 оснащён высокогибким входным мультиплексором, как показано на рисунке ниже. Он может измерять четыре однополярных сигнала, два дифференциальных сигнала или комбинацию из двух однополярных сигналов и одного дифференциального сигнала. Настройка мультиплексора осуществляется через регистр MUX[3:0].
При измерении несимметричных сигналов отрицательный аналоговый вход (AINN) внутренне подключается к AVSS через мультиплексор. Вход АЦП можно выбрать как напряжение аналогового питания, делённое на шесть, (AVDD – AVSS)/6, или внешнее опорное напряжение, делённое на шесть, (VREFPx – VREFNx)/6, что позволяет контролировать состояние работы системы.
Мультиплексор также может направлять два программируемых источника тока на любой аналоговый вход (AINx) или на любой вывод опорного напряжения (REFP0, REFN0). Входы защищены диодами электростатического разряда (ESD), подключёнными к AVDD и AVSS. Чтобы предотвратить проводимость диодов ESD, абсолютное напряжение всех входов должно оставаться в пределах диапазона, указанного в уравнении (1):
AVSS − 0,3 В < VAINx < AVDD + 0,3 В (1)
Если напряжение на входном выводе может превышать указанные выше пределы, следует использовать внешние шунтирующие диоды Шоттки или последовательные резисторы для ограничения входного тока до безопасного уровня (см. таблицу абсолютных максимальных параметров). Превышение допустимого уровня сигнала на неиспользуемых входных выводах устройства может повлиять на текущие преобразования; в таких случаях рекомендуется использовать внешние диоды Шоттки для фиксации уровней сигналов.
Применение высокоточного малошумящего АЦП (CM1110) в промышленной автоматизации
1. Введение
CM1103/CM1106 — это высокостепенные интегрированные, высокоточные, маломощные и недорогие АЦП, представленные компанией Simomo Microelectronics. Благодаря разрешению выборки до 7 мкВ они могут удовлетворять требованиям большинства применений измерения температурных датчиков. Их входное сопротивление в несколько мегаом позволяет подключать АЦП непосредственно к большинству резистивных датчиков без потери точности датчиков.
Серия CM110x предоставляет интерфейсы I²C и SPI, что упрощает подключение клиентам к различным процессорам. CM1106 также интегрирует высокоточный внутренний датчик температуры, который можно напрямую использовать для измерения температуры печатной платы и компенсации холодного спая в термопарных приложениях.
2. Особенности серии CM110x
Работа от одиночного источника питания от 2,5 В до 5,5 В
Ультранизкое энергопотребление: 270 мкА (режим непрерывного преобразования)
Ток режима сна: 2 мкА
Программируемая частота выходных данных: 6,25 выборок/с до 2 квыборок/с
Интегрированный высокоточный опорный источник напряжения с температурным дрейфом 10 ppm/°C
Программируемый диапазон аналогового входа: ±0,256 В до ±6,144 В
Высокоточный внутренний датчик температуры (CM1106)
Интегрированный программируемый компаратор (CM1103)
Четыре несимметричных входа / два канала дифференциальных входов
3. Обзор решения
Благодаря быстрому развитию промышленной автоматизации и росту уровня интеллектуализации предприятий, промышленные приборы автоматизации в последние годы переходят от аналоговых приборов к цифровым. С помощью микроконтроллеров и применение -специализированных интегральных схем, промышленная автоматизация товары постепенно становятся более интеллектуальными.
Температура является критическим параметром в промышленном производстве, и датчики температуры играют важную роль во всей области промышленной автоматизации. В зависимости от используемых технологий чувствительных элементов, датчики температуры представлены в различных формах, таких как инфракрасные датчики температуры, детекторы сопротивления, термисторы, термопары и датчики температуры RTD. Все эти приложения измерения температуры особенно хорошо подходят для обработки сигналов и сбора данных с использованием серии CM110x.
Помимо датчиков температуры, CM110x благодаря своим встроенным преимуществам особенно подходит для широкого спектра промышленных измерительных приложений, таких как резистивные датчики уровня, резистивные газовые датчики, анализ качества воды и измерители мутности. Эти датчики обычно имеют высокий выходной импеданс и относительно низкую чувствительность, зачастую требуя применения прецизионных операционных усилителей для обработки и усиления сигналов.
4. Преимущества продукта
CM110x сочетает высокий входной импеданс, высокую точность и низкое энергопотребление, обеспечивая значительные преимущества в различных промышленных приложениях датчиков. Это помогает клиентам повысить уровень интеграции в промышленных передатчиках, одновременно снижая общую стоимость системы и энергопотребление.
Конфигурация выводов
