EN
Огляд
CM1110 — це точний, низьковольтний 16-бітний ΔΣ АЦП з інтерфейсом, сумісним із SPI. Він містить малошумний програмований підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення (PGA), два програмованих джерела вихідного струму (IDAC), опорне джерело напруги, генератор, перемикач низької сторони та прецизійний датчик температури. Ці функції роблять CM1110 ідеальним для вимірювання слабких сигналів, таких як детектори опору з температурною залежністю (RTD), термопари, термістори та місткові сенсори.
CM1110 підтримує швидкість перетворення даних до 2 кСПІ (kSPS) і забезпечує встановлення за один цикл. Вхідний мультиплексор (MUX) пропонує чотири одиночні входи або два диференційних вхідних канали. Для промислових застосувань при роботі на частоті дискретизації 20 відліків на секунду (SPS) цифровий фільтр забезпечує одночасне подавлення перешкод 50 Гц та 60 Гц. Коли ППП увімкнено, підтримуються псевдо-диференційні або повністю диференційні входи; коли ППП вимкнено, пристрій все ще має високий вхідний опір, коефіцієнт підсилення до 4 В/В і підтримує одиночні вимірювання.
CM1110 доступний в корпусі TSSOP-16 і працює в діапазоні температур від −40°C до +125°C.
Характеристики
Широкий діапазон живлення: 2,5 В до 5 В
Низьке енергоспоживання: 270 мкА (режим безперервного перетворення)
Програмована швидкість передачі даних: 6,25 SPS до 2kSPS
Вбудований стабільний внутрішній опорний джерело напруги
Вбудований генератор
Вбудований програмований підсилювач з коефіцієнтом підсилення
Інтерфейс SPI
Вбудований датчик температури
4 одиночних або 2 диференційних входи
Сумісно з AEC-Q100
Застосування
Ручні інструменти
Моніторинг напруги та струму батареї
Вимірювання температури
Термопари (TC)
NTC, PTC (термістори)
Автоматизація виробництва та процес-контроль
- Типовий режим підключення показано на наступному малюнку.
Принцип дії
CM1110 — це компактний, малоспоживаний 16-бітний ΔΣ АЦП, який інтегрує кілька функцій для зменшення вартості системи та кількості компонентів у застосунках вимірювання слабких сигналів датчиків.
Крім ядра ΔΣ АЦП та цифрового фільтра з однотактовою стабілізацією, пристрій містить малошумний програмований підсилювач з високим вхідним опором (PGA), внутрішнє джерело опорної напруги, генератор тактових імпульсів, високоточний прецизійний датчик температури та два узгоджених програмованих джерела струму (IDAC). Внутрішній перемикач живлення низької сторони спрощує проектування місткових датчиків з низьким енергоспоживанням. Пристрій можна налаштувати через чотири регістри та керувати за допомогою шести команд за допомогою інтерфейсу, сумісного з SPI mode 1. Функціональну блок-схему пристрою показано нижче.
Пристрій CM1110 вимірює диференційний вхідний сигнал VIN (різницю напруг між AINP та AINN). Основу перетворювача складає диференційний модулятор ΔΣ з перемикачем ємності та цифровий фільтр. Цифровий фільтр обробляє високошвидкісний потік бітів, отриманий від модулятора, і формує цифровий код, пропорційний вхідній напрузі.
CM1110 забезпечує два режими перетворення: режим одноразового перетворення та режим безперервного перетворення. У режимі одноразового перетворення пристрій виконує одне перетворення вхідного сигналу за запитом, зберігає результат у внутрішньому буфері даних і потім переходить у стан зниженого енергоспоживання. Для систем, яким потрібні лише періодичні перетворення або які довго простоюють між перетвореннями, режим одноразового перетворення може значно зменшити споживання енергії. У режимі безперервного перетворення нове перетворення починається відразу після завершення попереднього. Дані можна зчитувати в будь-який момент без ризику пошкодження, а зчитані дані відповідають результату найновішого перетворення.
Вхідний мультиплексор
CM1110 має високоефективний вхідний мультиплексор, показаний на рисунку нижче. Він може вимірювати чотири однополярних сигнали, два диференційних сигнали або комбінацію двох однополярних сигналів та одного диференційного сигналу. Мультиплексор налаштовується через регістр MUX[3:0].
Під час вимірювання несиметричних сигналів негативний аналоговий вхід (AINN) внутрішньо підключається до AVSS через мультиплексор. Вхід АЦП може бути вибраний як напруга джерела живлення, поділена на шість, (AVDD – AVSS)/6, або зовнішня опорна напруга, поділена на шість, (VREFPx – VREFNx)/6, що дозволяє контролювати стан роботи системи.
Мультиплексор також може направляти два програмовані джерела струму до будь-якого аналогового входу (AINx) або до будь-якого опорного виводу (REFP0, REFN0). Діоди електростатичного розряду (ESD), підключені до AVDD та AVSS, захищають входи. Щоб запобігти провідності діодів ESD, абсолютна напруга всіх входів повинна залишатися в межах, зазначених у рівнянні (1):
AVSS − 0,3 В < VAINx < AVDD + 0,3 В (1)
Якщо напруга на вхідному контакті може перевищувати наведені вище межі, слід використовувати зовнішні шотківські діоди або послідовні резистори для обмеження вхідного струму до безпечного рівня (див. таблицю абсолютних максимальних параметрів). Перевантаження невикористовуваних вхідних контактів пристрою може впливати на тривалі перетворення; у таких випадках рекомендуються зовнішні шотківські діоди для фіксації сигналів.
Застосування високоточного, енергоефективного АЦП (CM1110) в промисловій автоматизації
1. Вступ
CM1103/CM1106 — це високоступенево інтегровані, високоточні, енергоефективні та низьковартісні АЦП, представлені компанією Simomo Microelectronics. З роздільною здатністю вибірки до 7 мкВ вони можуть задовольняти вимоги більшості застосувань вимірювання температурних датчиків. Їх вхідний опір кілька мегаом дозволяє підключати АЦП безпосередньо до більшості резистивних датчиків без погіршення точності датчика.
Серія CM110x забезпечує інтерфейси I²C та SPI, що полегшує клієнтам підключення до різних процесорів. CM1106 також інтегрує високоточний внутрішній датчик температури, який можна безпосередньо використовувати для вимірювання температури друкованої плати та компенсації холодного сполучення в термопарних застосуваннях.
2. Характеристики серії CM110x
Робота від одного джерела живлення від 2,5 В до 5,5 В
Наднизьке енергоспоживання: 270 мкА (режим безперервного перетворення)
Струм у режимі сну: 2 мкА
Програмована частота вихідних даних: 6,25 вимірювань/с до 2000 вимірювань/с
Інтегрований високоточний опорний напруги з температурним дрейфом 10 ppm/°C
Програмований аналоговий діапазон вхідного сигналу: ±0,256 В до ±6,144 В
Високоточний внутрішній датчик температури (CM1106)
Інтегрований програмований компаратор (CM1103)
Чотири одиночні входи / два диференційні вхідні канали
3. Огляд рішення
Зі швидким розвитком промислової автоматизації та зростанням інтелектуальності заводів, промислові прилади автоматизації в останні роки еволюціонують від аналогових приладів до цифрових. Завдяки мікроконтролерам і застосування -спеціалізовані інтегральні схеми, промислова автоматизація товари поступово стають все більш інтелектуальними.
Температура є критичним параметром у промисловому виробництві, а датчики температури відіграють важливу роль у всій галузі промислової автоматизації. Залежно від різних технологій виявлення, датчики температури доступні в багатьох формах, таких як інфрачервоні датчики температури, детектори температури опору, термістори, термопари та датчики температури RTD. Усі ці застосунки вимірювання температури особливо добре підходять для обробки сигналів та збору даних за допомогою серії CM110x.
Крім датчиків температури, CM110x — завдяки своїм власним перевагам — особливо підходить для широкого спектру промислових датчиків, таких як резистивні датчики рівня, резистивні газові датчики, аналіз якості води та прилади для вимірювання мутності. Ці датчики зазвичай мають високий вихідний опір і відносно низьку чутливість, часто вимагаючи високоточних операційних підсилювачів для обробки та підсилення сигналів.
4. Переваги продукту
CM110x поєднує високий вхідний опір, високу точність і низьке енергоспоживання, забезпечуючи суттєві переваги в різних галузях промислового зондування. Це допомагає клієнтам підвищити рівень інтеграції в промислових передавачах, одночасно знижуючи загальні витрати на систему та енергоспоживання.
Розташування виводів
