ZHCSN81A July   2023  – January 2025 ADS131B23-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 时序要求
    7. 5.7 开关特性
    8. 5.8 时序图
    9. 5.9 典型特性
  7. 6 参数测量信息
    1. 6.1 温漂测量
    2. 6.2 增益漂移测量
    3. 6.3 噪声性能
  8. 7 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1 命名规则
      2. 7.3.2 精密电压基准（REFA、REFB）
      3. 7.3.3 时钟（MCLK、OSCM、OSCD）
      4. 7.3.4 ADC1y
        1. 7.3.4.1 ADC1y Input Multiplexer
        2. 7.3.4.2 ADC1y 可编程增益放大器 (PGA)
        3. 7.3.4.3 ADC1y ΔΣ 调制器
        4. 7.3.4.4 ADC1y 数字滤波器
        5. 7.3.4.5 ADC1y 偏移和增益校准
        6. 7.3.4.6 ADC1y 转换数据
      5. 7.3.5 ADC2y
        1. 7.3.5.1 ADC2y 输入多路复用器
        2. 7.3.5.2 ADC2y 可编程增益放大器 (PGA)
        3. 7.3.5.3 ADC2y ΔΣ 调制器
        4. 7.3.5.4 ADC2y 数字滤波器
        5. 7.3.5.5 ADC2y 偏移和增益校准
        6. 7.3.5.6 ADC2y 序列发生器
        7. 7.3.5.7 VCMy 缓冲器
        8. 7.3.5.8 ADC2y 测量配置
        9. 7.3.5.9 ADC2y 转换数据
      6. 7.3.6 通用数字输入和输出（GPIO0 至 GPIO4）
        1. 7.3.6.1 GPIOx PWM 输出配置
        2. 7.3.6.2 GPIOx PWM 输入回读
      7. 7.3.7 通用数字输入与输出（GPIO0A、GPIO1A、GPIO0B、GPIO1B）
      8. 7.3.8 监控器和诊断功能
        1. 7.3.8.1  电源监控器
        2. 7.3.8.2  时钟监控器
        3. 7.3.8.3  数字监测器
          1. 7.3.8.3.1 寄存器映射 CRC
          2. 7.3.8.3.2 内存映射 CRC
          3. 7.3.8.3.3 GPIO 读回
        4. 7.3.8.4  通信监控器
        5. 7.3.8.5  故障标志和故障屏蔽
        6. 7.3.8.6  FAULT 引脚
        7. 7.3.8.7  诊断和诊断过程
        8. 7.3.8.8  指示灯
        9. 7.3.8.9  转换和序列计数器
        10. 7.3.8.10 电源电压回读
        11. 7.3.8.11 温度传感器（TSA）
        12. 7.3.8.12 测试 DAC（TDACA、TDACB）
        13. 7.3.8.13 开路检测
        14. 7.3.8.14 主机检测和 MHD 引脚缺失
        15. 7.3.8.15 过流比较器（OCCA、OCCB）
          1. 7.3.8.15.1 OCCA 和 OCCB 引脚
          2. 7.3.8.15.2 过流指示响应时间
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 上电和复位
        1. 7.4.1.1 上电复位 (POR)
        2. 7.4.1.2 RESETn 引脚
        3. 7.4.1.3 RESET 命令
      2. 7.4.2 工作模式
        1. 7.4.2.1 工作模式
        2. 7.4.2.2 待机模式
        3. 7.4.2.3 断电模式
      3. 7.4.3 ADC 转换模式
        1. 7.4.3.1 ADC1y 转换模式
          1. 7.4.3.1.1 连续转换模式
          2. 7.4.3.1.2 单次转换模式
          3. 7.4.3.1.3 全局斩波模式
            1. 7.4.3.1.3.1 全局斩波模式下的过流指示响应时间
        2. 7.4.3.2 ADC2y 序列发生器工作模式和序列模式
          1. 7.4.3.2.1 连续序列模式
          2. 7.4.3.2.2 单次序列模式
          3. 7.4.3.2.3 基于 ADC1y 转换启动的同步单次序列模式
    5. 7.5 编程
      1. 7.5.1 串行接口
        1. 7.5.1.1 串行接口信号
          1. 7.5.1.1.1 芯片选择 (CSn)
          2. 7.5.1.1.2 串行数据时钟 (SCLK)
          3. 7.5.1.1.3 串行数据输入 (SDI)
          4. 7.5.1.1.4 串行数据输出 (SDO)
          5. 7.5.1.1.5 数据就绪 (DRDYn)
        2. 7.5.1.2 串行接口通信结构
          1. 7.5.1.2.1 SPI 通信帧
          2. 7.5.1.2.2 SPI 通信字
          3. 7.5.1.2.3 STATUS 字
          4. 7.5.1.2.4 通信循环冗余校验 (CRC)
          5. 7.5.1.2.5 命令
            1. 7.5.1.2.5.1 NULL (0000 0000 0000 0000b)
            2. 7.5.1.2.5.2 RESET (0000 0000 0001 0001b)
            3. 7.5.1.2.5.3 LOCK (0000 0101 0101 0101b)
            4. 7.5.1.2.5.4 UNLOCK (0000 0110 0101 0101b)
            5. 7.5.1.2.5.5 WREG (011a aaaa aaa0 0nnnb)
            6. 7.5.1.2.5.6 RREG (101a aaaa aaan nnnn)
          6. 7.5.1.2.6 SCLK 计数器
          7. 7.5.1.2.7 SPI 超时
          8. 7.5.1.2.8 读取 ADC1A、ADC1B 和 ADC2A 转换数据
          9. 7.5.1.2.9 DRDYn 引脚行为
  9. 8 寄存器映射
    1. 8.1 寄存器
  10. 9 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
      1. 9.1.1 未使用的输入和输出
      2. 9.1.2 最小接口连接
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 设计要求
      2. 9.2.2 详细设计过程
        1. 9.2.2.1 分流测量
        2. 9.2.2.2 电池组电压测量
        3. 9.2.2.3 分流温度测量
      3. 9.2.3 应用曲线
    3. 9.3 电源相关建议
      1. 9.3.1 电源选项
        1. 9.3.1.1 单个非稳压外部 4V 至 16V 电源（3.3V 数字 I/O 电平）
        2. 9.3.1.2 3.3V 单个稳压外部电源（3.3V 数字 IO 电平）
        3. 9.3.1.3 单个稳压外部 5V 电源（5V 数字 I/O 电平）
      2. 9.3.2 电源排序
      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

7.3.4.5 ADC1y 偏移和增益校准

ADC1y 支持使用用户可编程的偏移和增益校正寄存器来校准偏移和增益矫正的转换数据。如 图 7-5 所示，在乘以 16 位增益校正值 (GCAL1y[15:0]) 之前，从转换数据中减去 24 位偏移校正值 (OCAL1y[23:0])。输出数据四舍五入为最终分辨率，并在缩放操作后削波为 +FS 和 –FS 代码值。由于 ADS131B23-Q1 寄存器是易失性的，因此必须将偏移和增益校准系数存储在外部非易失性存储器中，并在每次设备上电或复位时将其编程到偏移和增益校准寄存器中。

ADS131B23-Q1 校准逻辑方框图图 7-5 校准逻辑方框图

24 位偏移校准值以二进制格式提供，并编程到 OCAL1y[23:0] 位字段，该字段跨越 ADC1y_OCAL_MSB 和 ADC1y_OCAL_LSB 寄存器。表 7-10 展示了示例偏移校准值。使用 方程式 6 计算偏移校准值的 LSB 大小。

方程式 6. LSB size = (2 × VREFy) / (GAIN1y × 224)
表 7-5 失调电压校准值示例
OCAL1y[23:0] 值 应用的失调电压校准
000010h -16 LSB
000001h -1 LSB
FFFFFFh 1 LSB
FFFFF0h 16 LSB

16 位增益校准值以二进制格式提供，并编程到 GCAL1y[15:0] 位字段中。增益校准值的一个 LSB 等于增益校正因子 1/216 = 0.000015。表 7-11 展示了增益校准值示例。

表 7-6 增益校准值示例
GCAL1y[15:0] 值 应用的增益校准
7FFFh 1.499985
0001h 1.000015
0000h 1
FFFFh 0.999985
8000h 0.5

推荐的校准程序如下：

  1. 将偏移和增益校准寄存器分别预设为 OCAL1y[23:0] = 000000h 和 GCAL1y[15:0] = 0000h。
  2. 利用相应的输入多路复用器设置 (MUX1y[1:0] = 10b) 在内部短路 ADC1y 输入，或在系统级外部短路输入，以包括外部滤波器级的偏移误差，从而执行偏移校准。获取多个转换数据并将数据的平均值写入偏移校准寄存器。对数据求平均值可降低转换噪声，从而提高校准精度。
  3. 将精确校准信号应用于 ADC1y 的输入端或在系统级执行增益校准，以包括外部滤波器级的增益误差。请选择小于满量程输入范围的校准电压，以避免输出代码被削波。输出代码被削波会导致校准不准确。例如，当使用增益 = 8 时，使用 150mV 校准信号。获取多个转换数据并对结果求平均值。根据方程式 7 计算增益校准值。
    方程式 7. Gain Calibration Value = (expected output code / actual output code)
    使用增益 = 8 时，150mV 校准电压的预期输出代码为：（150mV / LSB 大小）= 7AE148h，其中 LSB 大小= (2 × 1.25V) / (8 × 224)。例如，如果实际测量的输出代码是 6FB587h，则增益校准系数计算结果为 1.1。写入 GCAL1y[15:0] 位字段的增益校准值为：(1.1 – 1) / (1 / 216) = 199Ah。