CS1237是一款高精度、低功耗模數轉換芯片,一路差分輸入通道,內置溫度傳感器和高精度振蕩器。
以下為CS1237芯片的功能框圖。
1、芯片功能說明
1) CS1237 是一款高精度、低功耗模數轉換芯片,一路差分輸入通道,內置溫度傳感器和高精度振蕩器。
2) CS1237的PGA可選: 1、2、64、128,默認為128。
3) CS1237 正常模式下的ADC 數據輸出速率可選: 10HZ、40Hz\ 640Hz\ 1.28kHz,默認為10Hz;
4) MCU 可以通過2 線的SPI接口SCLK、DRDY DOUT與CS1237 進行通信,對其進行配置,例如通道選擇、PGA選擇、輸出速率選擇等。
1.1芯片主要功能特性
1)內置晶振
2)集成溫度傳感器
3)帶Power down功能
4)2線SPI接口,最快速率為1.1MHZ
1.2ADC 功能特性
24 位無失碼
PGA放大倍數可選: 1、2、64、128
1路24位無失碼的差分輸入,在PGA=128時ENOB為20位(5V)\19.5位(3.3V)
PP噪聲:PGA=128、10HZ:180nV;
INL小于0.0015%
輸出速率可選: 10HZ、40HZ、640Hz、1.28kHz
帶內短功能
1.3芯片基本結構功能描述
CS1237是一款高精度、低功耗Sigma-Delta 模數轉換芯片,內置一路Sigma-De1taADC,一路差分輸入通道和一路溫度傳感器,ADC 采用兩階sigm a delta 調制器,通過低噪聲儀用放大器結構實現PGA放大,放大倍數可選: 1、2、64、128。在PGA=128時,有效分辨率可達20 位(工作在5V)。
CS1237 內置RC 振蕩器,無需外置晶振。
CS1237 可以通過DRDY,DOUT和SCIK 進行多種功能模式的配置,例如用作溫度檢測、PGA選擇、ADC 數據輸出速率選擇等等。
CS1237 具有Powerdown模式。
1.6 CS1237電氣特性
所有的參數測試在環境溫度-40~85℃、內置基準的條件下測試,除非有其它注明。
1.7芯片引腳
2.1模擬輸入前端
CS1237 中有1路ADC,集成了1路差分輸入,信號輸入可以是差分輸入信號AINP、AINN,也可以是溫度傳感器的輸出信號,輸入信號的切換由寄存器(ch_se[1:0])控制,其基本結構如下圖所示:
圖3 模擬輸入結構圖
CS1237 的PGA可配: 1、2、64、128,由寄存器(ga_sl[1:0])控制;
基準電壓可以由外部輸入也可是內部輸出,如果要使用外部基準電壓,要先關閉內部
基準,內部基準控制由寄存器(refo_off控制。
2.2溫度傳感器
芯片內部提供溫度測里功能。當ah_se1[1:0]=2‘b10時,ADC模擬信號輸入接到內部溫度傳感器,其它的模擬輸入信號無效。ADC 通過測里內部溫度傳感器輸出的電壓差來推導出實際的溫度值。當ch_se[10]=2b10時,ADC 只支持PGA=1。溫度傳感器需要進行單點校正。校正方法: 在某個溫度點A下,使用溫度傳感器進行測里得到碼值Yao
那么其他溫度點B 對應的溫度= Yb+(273.15+A)Ya-273.15
A溫度單位是攝氏度。Ya 是A點對應溫度碼值。Yb是B點對應溫度碼值。
2.3低噪聲PGA 放大器
CS1237 提供了一個低噪聲,低漂移的PGA 放大器與橋式傳感器差分輸出連接,其基
本結構圖如下圖所示,前置抗EMI 濾波器電路R=4502,C=18pF 實現20M高頻濾波。低
噪聲PGA放大器通過RF1; R1; RF2 實現64倍放大,并和后級開關電容PGA組成64 和
128 的PGA 放大。通過pga_sel[1:0]來配置1\ 2、64\ 128 等不同的PGA。當使用PGA=1,2時,64 倍低噪聲PGA放大器會被關斷以節省功耗。當使用低噪聲PGA放大器時,輸入范圍在GND+0.75V 到VDD_0.75V 之間,超出這個范圍,會導致實際性能下降。在CAP端口處接一個內置45PF電容,與內置2k電阻RINT組成一個低通濾波,用作低噪聲PGA放大器的輸出信號的高頻濾波,同時該低通濾波器也可以作為ADC 的抗混疊濾波器。
圖4 PGA結構圖
CS1237 內置Buffer,當PGA=1,2時,CS1237 使用Buffer來減少由于ADC差分輸入阻抗低帶來的問題,例如建立時間不足,增益誤差偏大等等,當PGA=64 ,128 時,CS1237 也使用Buffer 來減少由于低噪聲PGA經過RINT=2K,CNT=0.1uF的低通濾波后帶來的建立誤差,增益誤差以及內碼漂移的現象。
2.4時鐘信號源
CS1237 使用內置晶振來提供系統所需要的時鐘頻率,典型值為5.2MHZO
2.5復位和斷電( POR& power down )
當芯片上電時,內置上電復位電路會產生復位信號,使芯片自動復位。
當SCLK 從低電平變高電平并保持在高電平超過100us,CS1237 即進入PowerDwon
模式,此時功耗低于0.1UAO 當SCLK 重新回到低電平時,芯片會重新進入正常工作狀態。
當系統由Power down 重新進入正常工作模式時,此時所有功能配置為PowerDown 之前的狀態,不需要進行功能配置。