ZHCSMK4B September   2022  – January 2025 ADS131B26-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 ADC3y
      7. 7.3.7 通用数字输入和输出（GPIO0 至 GPIO4）
        1. 7.3.7.1 GPIOx PWM 输出配置
        2. 7.3.7.2 GPIOx PWM 输入回读
      8. 7.3.8 通用数字输入与输出（GPIO0A、GPIO1A、GPIO0B、GPIO1B）
      9. 7.3.9 监控器和诊断功能
        1. 7.3.9.1  电源监控器
        2. 7.3.9.2  时钟监控器
        3. 7.3.9.3  数字监测器
          1. 7.3.9.3.1 寄存器映射 CRC
          2. 7.3.9.3.2 内存映射 CRC
          3. 7.3.9.3.3 GPIO 读回
        4. 7.3.9.4  通信监控器
        5. 7.3.9.5  故障标志和故障屏蔽
        6. 7.3.9.6  FAULT 引脚
        7. 7.3.9.7  诊断和诊断过程
        8. 7.3.9.8  指示灯
        9. 7.3.9.9  转换和序列计数器
        10. 7.3.9.10 电源电压回读
        11. 7.3.9.11 温度传感器（TSA、TSB）
        12. 7.3.9.12 测试 DAC（TDACA、TDACB）
        13. 7.3.9.13 开路检测
        14. 7.3.9.14 主机检测和 MHD 引脚缺失
        15. 7.3.9.15 过流比较器（OCCA、OCCB）
          1. 7.3.9.15.1 OCCA 和 OCCB 引脚
          2. 7.3.9.15.2 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 和 ADC3y 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、ADC2A、ADC2B、ADC3A 和 ADC3B 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 其他电压测量
        4. 9.2.2.4 分流温度测量
        5. 9.2.2.5 模拟输出温度传感器测量
      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
7.4.3.1.3 全局斩波模式

ADC1y 和 ADC3y 的信号链使用极低漂移、斩波稳定的 PGA 和 ΣΔ 调制器，以提供极低的偏移误差和偏移漂移。然而，在正常测量中仍然存在少量的失调漂移。因此，ADC1y 和 ADC3y 信号链包含可选全局斩波模式，以减少温度和时间范围内的失调误差和温漂，以便达到极低水平。当通过设置 GC13y_EN 位来启用全局斩波模式时，ADC1y 和 ADC3y 执行两次连续转换并使用备用输入信号极性来消除偏移误差。第一个转换采用正常输入极性。全局斩波控制逻辑会反转输入极性，并复位数字滤波器以进行第二次转换。去除偏移电压后，两次转换的平均值即为最终校正结果。图 7-19 展示了 ADC1y 全局斩波实现的方框图。VOFS 模拟 PGA 和 ADC1y 的组合内部偏移电压。全局斩波模式仅降低该器件固有的失调电压。连接到模拟输入的外部电路中的失调电压不受全局斩波模式的影响。GC13y_EN 位为 ADC1y 和 ADC3y 启用全局斩波模式。

ADS131B26-Q1 ADC1y 全局斩波模式控制图图 7-19 ADC1y 全局斩波模式控制图

全局斩波模式的操作顺序如下：

  • Conversion C1：VCPA – VCNA – VOFS → 转换开始后扣留的第一次转换
  • Conversion C2：VCNA – VCPA – VOFS → 输出 1 = (VC1 – VC2) / 2 = VCPA – VCNA
  • Conversion C3：VCPA – VCNA – VOFS → 输出 2 = (VC3 – VC2) / 2 = VCPA – VCNA
  • ...

转换开始后的第一个转换结果（输出 1）可在 ADC1y 完成两次稳定转换后获得。由于 sinc3 滤波器，一个转换的数据在三个转换周期内稳定。方程式 20 计算转换开始后输出第一个转换结果所需的时间。

在启用全局斩波模式的连续转换模式下，后续转换将在 tGC_DATA 中完成，如 方程式 21 计算所示，如 图 7-20 所示。这意味着全局斩波模式下的数据速率大约是正常模式下数据速率的 1/3。

方程式 20. tGC_SETTLE = 2 × (tGC13y_DELAY + 3 × OSR × tMOD) + 44 tMOD
方程式 21. tGC_DATA = tGC13A_DELAY + 3 × OSR × tMOD,

在输入极性反转后开始转换之前，ADC1y 会等待全局斩波延迟时间 GC13y_DELAY[2:0]，以便内部电路稳定。在某些情况下，必须增加可编程全局斩波延迟时间以实现外部元件稳定。

ADS131B26-Q1 全局斩波模式下的 Sinc3 滤波器稳定时间和转换周期图 7-20 全局斩波模式下的 Sinc3 滤波器稳定时间和转换周期

全局斩波模式可将 ADC1y 和 ADC3y 噪声降低 √2 倍，因为两个转换是平均值。将 表 6-1和 表 6-3 中的输入参考噪声值除以 √2，即可得出启用全局切分模式时的噪声性能。

图 7-3 中 sinc3 滤波器的陷波在全局斩波模式下不会变化。不过，在 fGC_DATA / 2 的倍数处会出现额外的滤波凹槽。