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  • ADS1220 集成 PGA 和基准的 4 通道、2kSPS、低功耗、24 位 ADC

    • ZHCSBH5C May   2013  – August 2016 ADS1220

      PRODUCTION DATA.  

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  • ADS1220 集成 PGA 和基准的 4 通道、2kSPS、低功耗、24 位 ADC
  1. 1 特性
  2. 2 应用
  3. 3 说明
  4. 4 修订历史记录
  5. 5 引脚配置和功能
  6. 6 技术规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 额定值
    3. 6.3 建议的工作条件
    4. 6.4 热性能信息
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 SPI 时序要求
    7. 6.7 SPI 开关特性
    8. 6.8 典型特性
  7. 7 参数测量信息
    1. 7.1 噪声性能
  8. 8 详细 说明
    1. 8.1 概述
    2. 8.2 功能框图
    3. 8.3 特性 说明
      1. 8.3.1  多路复用器
      2. 8.3.2  低噪声 PGA
        1. 8.3.2.1 PGA 共模电压要求
        2. 8.3.2.2 旁路 PGA
      3. 8.3.3  调制器
      4. 8.3.4  数字滤波器
      5. 8.3.5  输出数据速率
      6. 8.3.6  电压基准
      7. 8.3.7  时钟源
      8. 8.3.8  激励电流源
      9. 8.3.9  低侧电源开关
      10. 8.3.10 传感器检测
      11. 8.3.11 系统监测
      12. 8.3.12 偏移校准
      13. 8.3.13 温度传感器
        1. 8.3.13.1 由温度转换为数字代码
          1. 8.3.13.1.1 对于正温度（例如 50°C）：
          2. 8.3.13.1.2 对于负温度（例如 -25°C）：
        2. 8.3.13.2 由数字代码转换为温度
    4. 8.4 器件功能模式
      1. 8.4.1 上电和复位
      2. 8.4.2 转换模式
        1. 8.4.2.1 单次模式
        2. 8.4.2.2 连续转换模式
      3. 8.4.3 工作模式
        1. 8.4.3.1 正常模式
        2. 8.4.3.2 占空比模式
        3. 8.4.3.3 Turbo 模式
        4. 8.4.3.4 掉电模式
    5. 8.5 编程
      1. 8.5.1 串行接口
        1. 8.5.1.1 片选 (CS)
        2. 8.5.1.2 串行时钟 (SCLK)
        3. 8.5.1.3 数据就绪 (DRDY)
        4. 8.5.1.4 数据输入 (DIN)
        5. 8.5.1.5 数据输出与数据就绪 (DOUT/DRDY)
        6. 8.5.1.6 SPI 超时
      2. 8.5.2 数据格式
      3. 8.5.3 命令
        1. 8.5.3.1 RESET (0000 011x)
        2. 8.5.3.2 START/SYNC (0000 100x)
        3. 8.5.3.3 POWERDOWN (0000 001x)
        4. 8.5.3.4 RDATA (0001 xxxx)
        5. 8.5.3.5 RREG (0010 rrnn)
        6. 8.5.3.6 WREG (0100 rrnn)
      4. 8.5.4 读取数据
      5. 8.5.5 发送命令
      6. 8.5.6 连接多个器件
    6. 8.6 寄存器映射
      1. 8.6.1 配置寄存器
        1. 8.6.1.1 配置寄存器 0（偏移 = 00h）[复位 = 00h]
        2. 8.6.1.2 配置寄存器 1（偏移 = 01h）[复位 = 00h]
        3. 8.6.1.3 配置寄存器 2（偏移 = 02h）[复位 = 00h]
        4. 8.6.1.4 配置寄存器 3（偏移 = 03h）[复位 = 00h]
  9. 9 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
      1. 9.1.1 串行接口连接
      2. 9.1.2 模拟输入滤波
      3. 9.1.3 外部基准和比例测量
      4. 9.1.4 设定合适的共模输入电压
      5. 9.1.5 未使用的输入和输出
      6. 9.1.6 伪代码示例
    2. 9.2 典型 应用
      1. 9.2.1 K 型热电偶测量（-200°C 至 +1250°C）
        1. 9.2.1.1 设计要求
        2. 9.2.1.2 详细设计流程
        3. 9.2.1.3 应用曲线
      2. 9.2.2 三线制 RTD 测量（-200°C 至 +850°C）
        1. 9.2.2.1 设计要求
        2. 9.2.2.2 详细设计流程
          1. 9.2.2.2.1 两线制和四线制 RTD 测量的设计变型
        3. 9.2.2.3 应用曲线
      3. 9.2.3 电阻桥式测量
        1. 9.2.3.1 设计要求
        2. 9.2.3.2 详细设计流程
  10. 10电源相关建议
    1. 10.1 电源排序
    2. 10.2 电源斜升速率
    3. 10.3 电源去耦
  11. 11布局布线
    1. 11.1 布局布线指南
    2. 11.2 布局示例
  12. 12器件和文档支持
    1. 12.1 文档支持
      1. 12.1.1 相关文档　
    2. 12.2 接收文档更新通知
    3. 12.3 社区资源
    4. 12.4 商标
    5. 12.5 静电放电警告
    6. 12.6 Glossary
  13. 13机械、封装和可订购信息
  14. 重要声明
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DATA SHEET

ADS1220 集成 PGA 和基准的 4 通道、2kSPS、低功耗、24 位 ADC

本资源的原文使用英文撰写。 为方便起见，TI 提供了译文；由于翻译过程中可能使用了自动化工具，TI 不保证译文的准确性。 为确认准确性，请务必访问 ti.com 参考最新的英文版本（控制文档）。

1 特性

  • 低电流：
    占空比模式下低至 120μA（典型值）
  • 宽电源电压范围：2.3V 至 5.5V
  • 可编程增益：1V/V 至 128V/V
  • 可编程数据速率：高达 2kSPS
  • 高达 20 位有效分辨率
  • 采用单周期稳定数字滤波器，在 20SPS 时
    实现 50Hz 和 60Hz 谐波抑制
  • 两个差分输入或四个单端输入
  • 双匹配可编程电流源：
    10μA 至 1.5mA
  • 集成 2.048V 基准电压：漂移 5ppm/°C（典型值）
  • 集成 2% 精准振荡器
  • 集成温度传感器：精度 0.5°C（典型值）
  • 与 SPI 兼容的接口（模式 1）
  • 封装：3.5mm × 3.5mm × 0.9mm 超薄型四方扁平无引线 (VQFN)

2 应用

  • 温度传感器测量：
    • 热敏电阻
    • 热电偶
    • 电阻式温度检测器 (RTD)：
      2 线、3 线或 4 线制类型
  • 电阻桥式传感器测量：
    • 压力传感器
    • 应力计
    • 衡器
  • 便携式仪表
  • 工厂自动化和过程控制

3 说明

ADS1220 是一款精密 24 位模数转换器 (ADC)，所集成的多种 特性 能够降低系统成本并减少小型传感器信号测量 应用 中的组件数量。该器件 具有 通过输入多路复用器 (MUX) 实现的两个差分输入或四个单端输入，一个低噪声可编程增益放大器 (PGA)，两个可编程激励电流源，一个电压基准，一个振荡器，一个低侧开关和一个精密温度传感器。

此器件能够以高达 2000 次/秒 (SPS) 采样数据速率执行转换，并且能够在单周期内稳定。针对噪声环境中的工业应用，当采样频率为 20SPS 时，数字滤波器可同时提供 50Hz 和 60Hz 抑制。内部 PGA 提供高达 128V/V 的增益。此 PGA 使得 ADS1220 非常适用于小型传感器信号测量 应用 ，例如电阻式温度检测器 (RTD)、热电偶、热敏电阻和阻性桥式传感器。该器件在使用 PGA 时支持测量伪差分或全差分信号。此外，该器件还可配置为禁用内部 PGA，同时仍提供高输入阻抗和高达 4V/V 的增益，从而实现单端测量。

在禁用 PGA 后的占空比模式下运行功耗可低至 120µA。ADS1220 采用无引线 VQFN-16 或薄型小外形尺寸 (TSSOP)-16 封装，额定工作温度范围为 -40°C 至 +125°C。

器件信息(1)

器件型号 封装 封装尺寸（标称值）
ADS1220 VQFN (16) 3.50mm x 3.50mm
TSSOP (16) 5.00mm x 4.40mm
  1. 要了解所有可用封装，请见数据表末尾的可订购产品附录。

K 型热电偶测量

ADS1220 FP_TC_example_bas501.gif

4 修订历史记录

Changes from B Revision (February 2015) to C Revision

  • 已更改 K-Type 热电偶测量图Go
  • Added 脚注 1 至引脚功能表，同时相应更改了 AIN0/REFP1、AIN1、AIN2、AIN3/REFN1、REFN0 和 REFP0 引脚说明Go
  • Changed 功能框图图片Go
  • Changed 旁路 PGA 部分Go
  • Added 第四句至温度传感器部分Go
  • Changed 由数字代码转换为温度部分的最后一个公式Go
  • Changed 在 配置寄存器 2 中的位 5:4 的说明Go
  • Added 未使用的输入和输出部分Go
  • Changed Figure 74Go
  • Changed Figure 77Go
  • Changed Figure 78Go
  • Changed Figure 79Go
  • Changed Figure 82Go
  • Changed 电源相关建议部分：已更改电源排序小节，已添加电源斜升速率小节Go

Changes from A Revision (July 2013) to B Revision

  • 已添加 TI 设计，器件信息，ESD 额定值，建议的工作条件，开关特性表，应用与实施，电源相关建议，布局，器件和文档支持以及机械、封装和可订购信息部分Go
  • 已更改文档标题，通篇将 QFN 改为 VQFN，特性, 应用, 说明，引脚配置和功能，参数测量信息，特性 描述，器件功能模式，编程，寄存器映射部分以及首页图Go
  • Deleted 产品系列表Go
  • Changed 绝对最大额定值表的格式，已添加最低结温规范，已更改输入电流参数名称并删除了瞬时输入电流规范Go
  • Changed 模拟输入和电压基准输入部分（规范值未变更）并将内部振荡器部分添加至电气特性表Go
  • Changed 系统性能部分：已更改 VIO 参数名称，同时将“PGA 禁用”行添加至偏移漂移、增益误差和增益漂移参数中（属于系统性能部分。该部分位于电气特性表中Go
  • Changed 内部电压基准部分：已更改基准漂移参数最大规范值，同时添加了长期漂移参数（位于电气特性表中Go
  • Deleted 时钟源部分，同时更改了温度传感器和电源部分（规范值未变更）（位于电气特性表中Go
  • Changed 数字输入/输出部分、VIL 参数最小规范值（位于电气特性表中Go
  • Changed SPI 时序要求和Figure 1（规范值未发生更改），已添加 SPI 开关特性和Figure 2 Go
  • Changed 典型特性部分的格式（实际曲线保持不变）Go

Changes from * Revision (May 2013) to A Revision

  • Changed 文档状态至“混合状态”；通篇进行 pre-RTM 修改Go

5 引脚配置和功能

RVA 封装
16 引脚 VQFN 封装
俯视图
ADS1220 po_QFN_bas501.gif
PW 封装
16 引脚 TSSOP 封装
顶视图
ADS1220 po_TSSOP_bas501.gif

引脚功能

引脚 模拟或数字
输入/输出		 说明(1)
名称 编号
RVA PW
AIN0/REFP1 9 11 模拟输入 模拟输入 0，正基准输入 1
AIN1 8 10 模拟输入 模拟输入 1
AIN2 5 7 模拟输入 模拟输入 2
AIN3/REFN1 4 6 模拟输入 模拟输入 3，负基准输入 1。
AIN3/REFN1 和 AVSS 间已连接内部低侧电源开关。
AVDD 10 12 模拟 正模拟电源
AVSS 3 5 模拟 负模拟电源
CLK 1 3 数字输入 外部时钟源引脚。如果不使用该引脚，则与 DGND 相连。
CS 16 2 数字输入 片选；低电平有效。如果不使用该引脚，则与 DGND 相连。
DGND 2 4 数字 数字接地
DIN 14 16 数字输入 串行数据输入
DOUT/DRDY 13 15 数字输出 与数据就绪相结合的串行数据输出；低电平有效
DRDY 12 14 数字输出 数据准备就绪，低电平有效。
如果不使用该引脚，则保持断开状态，或通过弱上拉电阻与 DVDD 相连。
DVDD 11 13 数字 正数字电源
REFN0 6 8 模拟输入 负基准输入 0
REFP0 7 9 模拟输入 正基准输入 0
SCLK 15 1 数字输入 串行时钟输入
散热焊盘 — — 散热 PowerPAD。请勿连接该引脚，或仅与 AVSS 相连。
(1) 有关未使用引脚的连接方式，请参见未使用的输入和输出部分。

 
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