Инструментальные АЦП производства TEXAS INSTRUMENTS.Часть вторая
Работа этой схемы основана на вычитании из входного сигнала U (t) величины сигнала
на выходе ЦАП, полученной на предыдущем такте работы схемы. Полученная разность интегрируется, а затем преобразуется в код параллельным АЦП. Последовательность кодов поступает на цифровой фильтр нижних частот.
Порядок модулятора определяется численностью интеграторов и сумматоров в его схеме. Сигма-дельта модуляторы N-го порядка содержат N сумматоров и N интеграторов и обеспечивают большее соотношение сигнал/шум при той же частоте отсчетов, чем модуляторы первого порядка.
Наиболее широко в составе ИМС используются однобитные сигма-дельта модуляторы, в которых в качестве АЦП используется компаратор, а в качестве ЦАП — аналоговый коммутатор. Сигма-дельта АЦП высокого разрешения (структурная схема — см. рис. 3) имеют развитую цифровую часть, включающую микроконтроллер. Это позволяет реализовать режимы автоматической установки нуля и самокалибровки полной шкалы, хранить калибровочные коэффициенты и передавать их по запросу внешнего контроллера.
Еще один важный момент АЕ-АЦП — автоматический перенос спектра шума квантования в более высокочастотную область (см. рис. 4).
Сложные методы цифровой обработки и фильтрации обеспечивают очень высокую разрешающую способность (до 24 разрядов) и большой динамический диапазон (до 109 дБ) за счет подавления интерференции и усреднения шума. Основные параметры АЕ-АЦП производства Texas Instruments представлены в таблице 1.
Развитие интегральной технологии, архитектуры и схемотехники модуляторов позволяет со-
АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ
здавать прецизионные АЕ-АЦП с очень высоким быстродействием. Показательный пример такого новейшего преобразователя — ADS1610. При точности преобразования в 16 разрядов этот преобразователь может работать на максимальной частоте
дискретизации 10 МГц. Рабочая полоса частот входного сигнала в этом случае составляет 4,9 МГц. Отношение сигнал/шум ADS1610 около 86 дБ при —94 дБ суммарных гармонических искажениях. Рабочий диапазон температур ADS1610 от —40 до +85°С. Па-
раллельный интерфейс рассчитан на непосредственное подключение DSP процессоров TMS320 компании Texas Instruments. Преобразователь ADS1610 совместим по выводам с ADS1605, максимальная частота дискретизации которого равна 5 МГц.
Таблица 1. Инструментальные АЕ-АЦП компании Texas Instruments
|
Наименование
|
Разрядность, бит
|
Максимальная частота дискретизации, кГц
|
Кол-во входных каналов (дифф.)
|
Интерфейс
|
Диапазон входного сигнала, В или заряда, пКл
|
ИОН
(внутренн./ внешний)
|
Нелинейность, %
|
Потребляемая мощность, мВт
|
Корпус(а)
|
|
ADS1258
|
24
|
125
|
16 (8)
|
Serial, SPI
|
±5
|
внешний
|
0.0015
|
40
|
QFN-48
|
|
ADS1271*
|
24
|
105
|
(1)
|
Serial, SPI
|
±2,5
|
внешний
|
0.0015
|
35-100
|
TSSOP-16
|
|
ADS1252
|
24
|
41
|
1 (1)
|
Serial
|
±5
|
внешний
|
0.0015
|
40
|
SO8
|
|
ADS1255
|
24
|
30
|
2 (1)
|
Serial, SPI
|
PGA (1-64), ±5 B
|
внешний
|
0.001
|
35
|
SSOP-20
|
|
ADS1256
|
24
|
30
|
8 (4)
|
Serial, SPI
|
PGA (1-64), ±5 B
|
внешний
|
0.001
|
35
|
SSOP-28
|
|
ADS1251
|
24
|
20
|
1 (1)
|
Serial
|
±5
|
внешний
|
0.0015
|
7.5
|
SO8
|
|
ADS1253
|
24
|
20
|
4 (4)
|
Serial
|
±5
|
внешний
|
0.0015
|
7.5
|
SSOP-16
|
|
ADS1254
|
24
|
20
|
4 (4)
|
Serial
|
±5
|
внешний
|
0.0015
|
4
|
SSOP-20
|
|
ADS1210/11
|
24
|
16
|
1/4 (1/4)
|
Serial, SPI
|
PGA (1-16), ±5B
|
внеш./внут.
|
0.0015
|
27.5
|
DIP18/24,
SO18/24, SSOP28
|
|
ADS1216
|
24
|
0,78
|
8 (4)
|
Serial, SPI
|
PGA (1-128), ±2,5 B
|
внеш./внут.
|
0.0015
|
0.6
|
TQFP-48
|
|
ADS1217
|
24
|
0,78
|
8 (4)
|
Serial, SPI
|
PGA (1-128), ±5 B
|
внеш./внут.
|
0.0012
|
0.8
|
TQFP-48
|
|
ADS1218
|
24
|
0,78
|
8 (4)
|
Serial, SPI
|
PGA (1-128), ±2,5 B
|
внеш./внут.
|
0.0015
|
0.8
|
TQFP-48
|
|
ADS1222
|
24
|
0,24
|
2 (2)
|
Serial
|
±5
|
внешний
|
0.0015
|
0.5
|
TSSOP-14
|
|
ADS1224
|
24
|
0,24
|
4 (4)
|
Serial
|
±5
|
внешний
|
0.0015
|
0.5
|
TSSOP-20
|
|
ADS1232**
|
24
|
0,8
|
2 (2)
|
Serial
|
PGA (1-128), ±2.5 B
|
внешний
|
0.0015
|
3
|
TSSOP-24
|
|
ADS1234
|
24
|
0,8
|
4 (4)
|
Serial
|
PGA (1-128), ±2,5 B
|
внешний
|
0.0015
|
3
|
TSSOP-28
|
|
ADS1244
|
24
|
0,015
|
1 (1)
|
Serial
|
±5
|
внешний
|
0.0008
|
0.3
|
MSOP-10
|
|
ADS1245
|
24
|
0,015
|
1 (1)
|
Serial
|
±2,5
|
внешний
|
0.0015
|
0.5
|
MSOP-10
|
|
ADS1240
|
24
|
0,015
|
4 (2)
|
Serial, SPI
|
PGA (1-128), ±2,5 B
|
внешний
|
0.0015
|
0.6
|
SSOP-24
|
|
ADS1241
|
24
|
0,015
|
8 (4)
|
Serial, SPI
|
PGA (1-128), ±2,5 B
|
внешний
|
0.0015
|
0.5
|
SSOP-28
|
|
ADS1242
|
24
|
0,015
|
4 (2)
|
Serial, SPI
|
PGA (1-128), ±2,5 B
|
внешний
|
0.0015
|
0.6
|
TSSOP-16
|
|
ADS1243
|
24
|
0,015
|
8 (4)
|
Serial, SPI
|
PGA (1-128), ±2,5 B
|
внешний
|
0.0015
|
0.6
|
TSSOP-20
|
|
ADS1212/13
|
22
|
6,25
|
1/4 (1/4)
|
Serial, SPI
|
PGA (1-16), ±5 B
|
внеш./внут.
|
0.0015
|
1.4
|
DIP18/24,
SO18/24, SSOP28
|
|
ADS1250
|
20
|
25
|
1 (1)
|
Serial, SPI
|
PGA (1-8), ±4 B
|
внешний
|
0.003
|
75
|
SO-16
|
|
ADS1100
|
16
|
0,128
|
1 (1)
|
Serial, I2C
|
PGA (1-8), VDD
|
внешний
|
0.00125
|
0.3
|
SOT23-6
|
|
ADS1110
|
16
|
0,24
|
1 (1)
|
Serial, I2C
|
PGA (1-8), ±2,048 B
|
внутренний
|
0.001
|
0.7
|
SOT23-6
|
|
ADS1112
|
16
|
0,24
|
3 (2)
|
Serial, I2C
|
PGA (1-8), ±2,048 B
|
внутренний
|
0.001
|
0.7
|
MSOP-10, SON-10
|
|
АЕ-АЦП для измерения микротоков или малых зарядов (например, токов фотодиодов)
|
|
DDC101
|
20
|
10
|
1
|
Serial
|
500 пКл
|
внешний
|
0.025
|
170
|
SO-24
|
|
DDC112
|
20
|
3
|
2
|
Serial
|
50-1000 пКл
|
внешний
|
0.025
|
80
|
SO-28, TQFP-32
|
|
DDC114
|
20
|
3
|
4
|
Serial
|
12-350 пКл
|
внешний
|
0.025
|
55
|
QFN-48
|
|
DDC118
|
20
|
3
|
8
|
Serial
|
12-350 пКл
|
внешний
|
0.025
|
110
|
QFN-48
|
|
Широкополосные (скоростные) АЕ-АЦП
|
|
Наименование
|
Разрядность, бит
|
Максимальная частота дискретизации, кГц
|
Рабочая полоса частот, кГц
|
Кол-во входных каналов
|
Интерфейс
|
Диапазон входного сигнала, В
|
Отношение сигнал/ шум, дБ
|
Потребляемая мощность, мВт
|
Корпус
|
|
ADS1271
|
24
|
105
|
51
|
1 дифф.
|
Serial
|
±2,5
|
109
|
35-100
|
TSSOP-16
|
|
ADS1625
|
18
|
1250
|
615
|
1 дифф.
|
P18
|
±3,75
|
93
|
520
|
TQFP-64
|
|
ADS1626
|
18
|
1250
|
615
|
1 дифф.
|
P18 и FIFO
|
±3,75
|
93
|
520
|
TQFP-64
|
|
ADS1610
|
16
|
10000
|
4900
|
1 дифф.
|
P16
|
±3
|
84
|
1000
|
TQFP-64
|
|
ADS1605
|
16
|
5000
|
2450
|
1 дифф.
|
P16
|
±3,75
|
88
|
570
|
TQFP-64
|
|
ADS1606
|
16
|
5000
|
2450
|
1 дифф.
|
P16 и FIFO
|
±3,75
|
88
|
570
|
TQFP-64
|
|
ADS1602
|
16
|
2500
|
1230
|
1 дифф.
|
Serial
|
±3
|
91
|
550
|
TQFP-48
|
|
ADS1601
|
16
|
1250
|
615
|
1 дифф.
|
Serial
|
±3
|
92
|
350
|
TQFP-48
|
* Новая продукция
** Выпуск начнется в ближайшее время
|
