作者：大连铁道学院 李 峻

        摘要：ADS1202是美国德州仪器公司（TI）生产的1-Bit 10MHz 2阶Δ-∑精密信号调节器芯片。文中详细介绍了ADS1202的技术特点、内部结构、工作原理和实际应用方法，同时提高了在设计电路时使用ADS1202需要特别注意的技术问题。

        关键词：Δ-∑精密调节器 A/D变换 测量 ADS1202

1 概述

        ADS1202是一种高精度、80dB动态范围的Δ-∑调节器，其工作电源为+5V。该芯片的差分输入端可直接与传感器或低电平信号相连，并具有合适的数字滤波器和调制速率，可以完成16-bit模数变换（A/D），而且不会遗漏代码。在调节速率为10MHz、数字滤波器带宽为10kHz情况下，该器件可保持12bit的有效分辨率。ADS1202适合用于中等分辨率的测量，其应用领域包括：电机电枢电流测量、通用电流测量、精密转换测量、工业过程控制、重量测量、印刷和便携仪器、压力传感器测量等。

2 主要特性及内部结构

ADS1202是单通道、2阶、CMOS模拟调节器，主要特性如下：

*具有16bit分辨率；

*具有13bit线性度；

*具有分辨率/速度交替切换功能：10bit有效分辨率时具有20μs的信号延迟；12bit有效分辨率时具有77μs的信号延迟；

*使用5V单电源是的输入范围为±250mV；

*增益误差为2%；

*具有四种不同方式的串行接口；

*可由分解相位或曼彻斯特译码实现成对的二进制译码，适用于一线接口连接。

        ADS1202采用8脚TSSOP封装，其外形和管脚排列图1所示，各管脚的功能如表1所列，由于ESD可能造成器件损坏，故在使用时要采取适当的防范措施。

表1 管脚功能

        ADS1202的内部电路结构如图2所示，从图中可以看出：该芯片由2阶Δ-∑调节器、20MHz的RC振荡器、接口电路、2.5基准电压源以及一个缓冲器组成。应用时，芯片的工作电压不允许超过6V，数字输入电压范围：GND-0.3V~VDD+0.3V，模拟输入电压范围：GND-0.4V~VDD+0.3V，芯片的功耗为0.25W。

3 工作原理

        ADS1202用一个用关电容电路来完成差分模拟输入，这个开关电容可实现2阶调节过程，它可将输入信号数字经为一个1-bit数字流。取样时钟信号（MCLK）提供开关电流网络，而调帛时钟信号用于A/D变换过程，也作为输出的数据帧时钟，时钟源可位于芯片内部也可位于芯片外部。时钟的差频允许随着解决方案和信号带宽变化。模拟输入信号被调节器连续取样并与内部基准电压进行比较。数字流出现在变换器的输出端，它精确地表示了模拟输入电压随时间的变化情况。

3．1 模拟输入

        ADS1202的模拟输入完成基于微分调节器结构。这个输入级可实现低系统噪音、高共模抑帛比（90dB）和极佳的电源抑制比。模拟输入端的输入阻抗由输入电容和调节器的时钟频率决定，调节器的时钟频率也是调节器的取样频率。ADS1202的基本输入结构如图3所示，输入阻抗和调节器时钟频率之间的关系是：

AIN（Ω）=10 12/7fMCLK(MHz)

        设计中应考虑输入阻抗的影响，由于输入级的源极阻抗很高。因此，信号经过这个外部源极阻抗时将有一部分损失。对ADS1202的模拟输入信号有两个限制，一是决不允许进出模拟输入端的电流超过10mA。二是绝对输入电压要保持在规定的范围内，如果输入电压超过了此限制，变换器前端的保护二极管将导通。此外，把加到任一输入端上的电压维持在规定的-320mV~+320mV范围内时，可确保器件的线性度。

3．2 调节器

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