ZHCSBH5D May   2013  – May 2026 ADS1220

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 器件比较表
  6. 5 引脚配置和功能
  7. 6 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 等级
    3. 6.3 建议运行条件
    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 时序图
    9. 6.9 典型特性
  8. 7 参数测量信息
    1. 7.1 噪声性能
  9. 8 详细说明
    1. 8.1 概述
    2. 8.2 功能方框图
    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  电压基准
      4. 8.3.4  时钟源
      5. 8.3.5  调制器
      6. 8.3.6  数字滤波器
      7. 8.3.7  输出数据速率
      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 系统监控器
      12. 8.3.12 偏移校准
      13. 8.3.13 温度传感器
        1. 8.3.13.1 从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 单次转换模式
        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 断电模式
    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 数据输出和数据就绪 (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 011xb)
        2. 8.5.3.2 START/SYNC (0000 100xb)
        3. 8.5.3.3 POWERDOWN (0000 001xb)
        4. 8.5.3.4 RDATA (0001 xxxxb)
        5. 8.5.3.5 RREG (0010 rrnnb)
        6. 8.5.3.6 WREG (0100 rrnnb)
      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
      2. 8.6.2 寄存器说明
        1. 8.6.2.1 配置寄存器 0（地址 = 00h）[复位 = 00h]
        2. 8.6.2.2 配置寄存器 1（地址 = 01h）[复位 = 00h]
        3. 8.6.2.3 配置寄存器 2（地址 = 02h）[复位 = 00h]
        4. 8.6.2.4 配置寄存器 3（地址 = 03h）[复位 = 00h]
  10. 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 外部基准与比例式测量
      4. 9.1.4 建立适当的共模输入电压
      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 +1,250°C）
        1. 9.2.1.1 设计要求
        2. 9.2.1.2 详细设计过程
        3. 9.2.1.3 应用曲线
      2. 9.2.2 3 线 RTD 测量（–200°C 至 +850°C）
        1. 9.2.2.1 设计要求
        2. 9.2.2.2 详细设计过程
          1. 9.2.2.2.1 2 线和 4 线 RTD 测量的设计变体
        3. 9.2.2.3 应用曲线
      3. 9.2.3 电阻式电桥测量
        1. 9.2.3.1 设计要求
        2. 9.2.3.2 详细设计过程
    3. 9.3 电源相关建议
      1. 9.3.1 电源排序
      2. 9.3.2 电源斜率
      3. 9.3.3 电源去耦
    4. 9.4 布局
      1. 9.4.1 布局指南
      2. 9.4.2 布局示例
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 文档支持
      1. 10.1.1 相关文档
    2. 10.2 接收文档更新通知
    3. 10.3 支持资源
    4. 10.4 商标
    5. 10.5 静电放电警告
    6. 10.6 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

9.2.3.2 详细设计过程

为了实现比例式电桥测量，电桥激励电压同时用作 ADC 的基准电压、如图 9-11 所示。在此配置下，激励电压的任何漂移也会体现在基准电压上，从而消除漂移误差。器件的两对基准输入中，任意一对均可连接到电桥激励电压。但是，只有负基准输入 (REFN1) 可在内部连接到低侧电源开关。通过将电桥的低侧连接到 REFN1，器件即可通过断开低侧电源开关来自动切断电桥电源。当将配置寄存器中的 PSW 位设为 1b 时，每次发出 POWERDOWN 命令，器件就会断开该开关，而发送 START/SYNC 命令时，该开关会再次闭合。

PGA 提供高达 128 的增益，有助于放大微小的差分电桥输出信号，以充分利用 ADC 的满量程范围。当使用对称电桥且激励电压等于器件电源电压时，电桥的输出信号满足 PGA 的共模电压要求。

ADS1220 的最大输入电压限制为 VIN (MAX) = ±[(AVDD – AVSS) – 0.4V] / 增益，这意味着在此配置下无法使用整个满量程范围 FSR = ±(AVDD – AVSS) / 增益。该限制源于 PGA 放大器（A1 和 A2）的输出驱动能力；请参阅图 8-2。每个放大器的输出必须与电源轨（AVDD 和 AVSS）保持 200mV 的距离，否则 PGA 会变为非线性。因此，PGA 的最大输出摆幅限制为 VOUT = ±[(AVDD – AVSS) – 0.4V]。

使用 3mV/V 的称重传感器及 5V 激励时，可产生最大差分输出电压 VINMAX = ±15mV，当增益为 128 时即满足方程式 40 的要求。

方程式 40. VINMAX ≤ ±[(AVDD – AVSS) – 0.4V] / Gain = ±(5V – 0.4V) / 128 = ±36mV

ADC 输入端放置了一个一阶差分和共模 RC 滤波器（RF1、RF2、CDIF1、CCM1 和 CCM2）。该基准具有一个额外的电容器 CDIF2，用以限制基准噪声。必须注意将滤波量保持在有限程度，否则测量将不再是比例式的。

要确定读数的可再现性，请执行以下计算。称重传感器在最大负载 1kg 时产生 15mV 的输出电压。在增益 = 128 且 DR = 20SPS 时，ADS1220 提供 0.41µVpp 的无噪声分辨率。然后按方程式 41 中所示计算可再现性。

方程式 41. Repeatability = (1kg / 15mV) × 0.41µV = 27mg

本设计的寄存器设置如表 9-6 所示。

表 9-6 寄存器设置
寄存器设置说明
00h3EhAINP = AIN1，AINN = AIN2，增益 = 128，启用 PGA
01h04hDR = 20SPS，正常模式、连续转换模式
02h98h外部基准（REFP1、REFN1），同步抑制 50Hz 和 60Hz，PSW = 1b
03h00h未使用 IDAC