CS5451A

六通道，Σ-Δ模拟数字转换器

特点

同步采样

片上1.2 V参考（ 25 PPM /°C，典型值）。

电源配置：

- VA + = + 3V ; VA- = -2 V ; VD + = + 3V

- 供应公差： ± 10 ％

描述

该CS5451A是一款高度集成的delta-sigma （ ΔΣ ） AN-

A登录到数字转换器（ ADC）的电源开发

测量行业。 CS5451A在结合了6个

Σ

模数转换器，抽取滤波器，以及一个赎罪的串行接口

GLE芯片。 CS5451A的直接接口到当前

变压器或分流器测量电流，并且以一个电阻

分压器或变压器来测量电压。该

产品功能进行通信的串行接口

与微控制器或DSP 。该产品被初始化

而全功能复位后，并包括一个电压

参考。

=功耗

- 23 mW的典型，在VD + = + 3V

简单的四线串行接口

电荷泵驱动器输出产生

负电源。

接地参考的双极输入

收益

IIN1+

IIN1-

VIN1+

VIN1-

IIN2+

IIN2-

VIN2+

VIN2-

VA +

4阶

Σ

调制器

4阶

Σ

调制器

订货信息：

SEE

第13页。

RESET

VD +

x1, 20

抽取滤波器

x1

抽取滤波器

x1, 20

4阶

Σ

调制器

抽取滤波器

SE

x1

4阶

Σ

调制器

4阶

Σ

调制器

抽取滤波器

串行

接口

OWRS

SDO

FSO

SCLK

IIN3+

IIN3-

VIN3+

VIN3-

VREFIN

VREFOUT

x1, 20

抽取滤波器

x1

4阶

Σ

调制器

抽取滤波器

x1

电压

参考

时钟

脉冲输出

调节器

CPD

AGND

VA-

XIN

DGND

http://www.cirrus.com

版权

Cirrus Logic公司， 2005年公司

（版权所有）

AUG 05

DS635F2

CS5451A

目录

1.引脚说明。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 3

2.特性和规格。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 4

3.操作原理。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 8

4.功能描述。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 9

4.1模拟输入。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 9

4.2数字滤波器。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 9

4.3执行测量。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 9

4.4串行接口。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 9

4.5系统初始化。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 10

4.6电压基准。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 10

4.7电源。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 10

5.包装尺寸。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 12

6.订购信息。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 13

7.环境，制造， &处理信息。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 13

8.修订历史。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 13

图列表

图1.串行端口时序。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 6

图2.典型的连接图。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 8

图3.一个数据帧。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 10

图4.串行端口的数据传输。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 10

图5.生成VA-具有电荷泵。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 11

2

DS635F2

CS5451A

1.

引脚说明

串行时钟输出

串行数据输出

帧同步

串行端口启用

电流输入增益

模拟地

参考输入

正模拟电源

负模拟电源

差分电压输入3

差分电压输入3

差动电流输入3

差动电流输入3

SCLK

SDO

FSO

SE

收益

AGND

VREFIN

VA +

VA -

VIN3+

VIN3-

IIN3+

IIN3-

1

2

3

4

6

7

8

9

10

11

12

13

14

28

27

26

25

VD +

DGND

CPD

XIN

数字电源

数字地

电荷泵驱动

主时钟

CS5451A

5

24

23

22

21

20

19

18

17

16

15

RESET

RESET

OWRS

输出字速率选择

VIN1+

VIN1-

IIN1+

IIN1-

VIN2+

VIN2-

IIN2+

IIN2-

差分电压输入1

差分电压输入1

差动电流输入1

差动电流输入1

差分电压输入2

差分电压输入2

差动电流输入2

差动电流输入2

参考输出

VREFOUT

时钟发生器

主时钟输入

控制引脚和串行数据I / O

串行时钟输出

串行数据输出

帧同步

串行端口启用

电流输入增益

输出字速率选择

23

RESET

模拟量输入/输出

参考电压输入

参考电压输出

差分电压输入

7

8

VREFIN

- 输入到该引脚建立了芯片上的调制器的电压参考。

VREFOUT

- 片上电压参考输出。该参考电压的标称magni-

的1.2伏突地和被引用到变换器AGND引脚。

25

XIN

- 外部时钟或振荡器的输入。

1

2

3

4

5

SCLK

- 串行端口的时钟信号，用于确定所述输出数据速率为SDO引脚。率SCLK的是

依赖于OWRS引脚的XIN频率和状态。

SDO

- 串行端口的数据输出引脚。数据将在由SCLK限定的速率输出。

FSO

- 帧信号指示何时数据样本是关于在SDO引脚进行传输。

SE

- 当SE为低电平时，串行端口的输出引脚处于三态。

收益

- 逻辑高电平组电流通道增益为1，逻辑低电平集增益为20。如果没有连接

由该引脚，它会默认为逻辑低电平（通过内部200 kΩ电阻DGND ） 。

OWRS

- 一个逻辑低电平将输出字速率（ OWR ）到XIN / 2048 （赫兹） 。逻辑高电平设置

OWR到XIN / 1024 （赫兹） 。如果没有连接时此引脚，然后OWRS将默认为逻辑低电平

水平（通过内部200 kΩ电阻DGND ） 。

RESET

- 低启动复位时，所有内部寄存器都被设置为默认状态。

24

11,12

VIN3 + ， VIN3-

- 差分模拟输入引脚上的电压通道3 。

18,17

VIN2 + ， VIN2-

- 差分模拟输入引脚上的电压通道2 。

22,21

VIN1 + ， VIN1-

- 差分模拟输入引脚上的电压通道1 。

13,14

IIN3 + ， IIN3-

- 差分模拟输入引脚的电流通道3 。

16,15

IIN2 + ， IIN2-

- 差分模拟输入引脚的电流通道2 。

20,19

IIN1 + ， IIN1-

- 差分模拟输入引脚的电流通道1 。

差分电流输入

电源连接

模拟地

正模拟电源

负模拟电源

电荷泵驱动

数字地

正数字电源

6

9

10

AGND

- 模拟地。

VA +

- 正模拟电源。典型的+3 V±相对于AGND 10 ％ 。

VA-

- 负模拟电源。典型-2 V ±相对于AGND 10 ％ 。

CPD

- 设计用于驱动外部充电泵电路，会产生负面的模拟电源

帘布层（ VA- ）的电压。

DGND

- 数字地。

VD +

- 正数字电源。典型的+3 V±相对于AGND 10 ％ 。

26

27

28

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3

CS5451A

2.

特性及规格

推荐工作条件

参数

直流电源

正面的数字

正模拟

负模拟

符号

VD +

VA +

VA-

VREF +

民

2.7

2.7

-2.2

-

典型值

3.0

3.0

-2.0

1.2

最大

3.3

3.3

-1.8

-

单位

V

V

V

V

参考电压输入

模拟特性

最小/最大特性和规格都保证在所有工作条件。

典型特征和规格标称电源电压测量和TA = 25 ℃。

VA + = VD + = 3 V± 10 ％ ; VA- = -2 V ± 10 ％ ; AGND = DGND = 0 V ; VREFIN = 1.2 V.所有相对于0 V电压

XIN = 4.096兆赫。

参数

精度（所有通道）

总谐波失真

共模抑制

在输入共模+信号

输入采样率

模拟输入

（注1 ）

迪FF erential输入电压范围

[(I

IN +

) - (I

IN-

） ]或[ （Ⅴ

IN +

) - (V

IN-

)]

双极偏移

串扰（通道 - 通道）

输入电容

有效输入阻抗

噪声（简称输入）

0-60赫兹

0-1千赫

0-2千赫

参考输出

输出电压

温度COEF网络cient

负载调整率

参考输入

输入电压范围

输入电容

输入电流CVF

（输出电流1

A

源或汇）

Gain=20

Gain=1

Gain=20

Gain=1

（50 ， 60赫兹）

GAIN = 20

增益= 1

Gain=20

Gain=1

Gain=20

Gain=1

Gain=20

Gain=1

Gain=20

Gain=1

（直流，50％， 60赫兹）

符号

THD

CMRR

民

74

80

VA-

-

典型值

-

-

-

XIN/4

80

1.6

±11.5

±0.5

-105

-

-

60

600

-

-

-

-

-

-

1.2

25

6

-

1.2

-

-

最大

-

-

VA +

-

-

-

±20

±4.0

-

20

1

-

-

1

20

2.5

50

3.75

75

1.25

50

10

-

1.25

10

1

单位

dB

dB

V

Hz

mV

P-P

V

P-P

mV

mV

dB

pF

pF

k

k

V

RMS

V

RMS

V

RMS

V

RMS

V

RMS

V

RMS

VIN

VIN

VOS

VOS

IC

IC

EII

EII

-

-

-

-

-

-

-

50

500

-

-

-

-

-

-

REFOUT

V

R

PSRR

VREF +

1.15

-

-

60

1.15

-

-

V

PPM /°C的

mV

dB

V

pF

A

电源抑制

4

DS635F2

CS5451A

模拟特性

（续）

参数

电源

电源电流

典型的VA + = VD + = + 3V ; VA- = -2 V

符号

I

A+

I

D+

与CPD

I

D+

无CPD

与CPD

无CPD

民

-

-

-

-

-

50

50

60

典型值

4.0

5.0

1.0

27

23

-

65

90

最大

5.3

6.3

1.5

35

31

-

-

-

单位

mA

mA

mA

mW

mW

dB

dB

dB

PSCA

PSCD

PSCD

PC

PC

PSRR

PSRR

PSRR

耗电量

（注2 ）

电源抑制

50 ， 60赫兹（注3）

50 ， 60赫兹（注3）

（DC）的

电压通道

电流通道

注意事项：

1.规格增益= 20只适用于当前通道。电压通道固定增益= 1

2.

3.

所有输出卸载。所有输入CMOS电平。

对于PSRR定义： VREFIN绑VREFOUT ， VA + = VD + = 3 V ， AGND = DGND = 0 V ， VA- = -2 V （使用电荷

泵电路CPD） 。此外， 106.07毫伏有效值（ 60Hz）的正弦波被施加在VA +和VD +引脚。

的“+”和“ - ”输入端的两个输入通道的引脚短接至VA- 。 2048瞬时数字输出数据字

收集被测信道。数字正弦输出信号的rms值的计算，而这

均方根值被转换成正弦波电压的均方根值（以mV为单位测量的）需要被施加了

在通道的输入，以导致相同的数字的正弦输出。这个电压被定义为VEQ 。

PSRR是然后（以dB为单位） ：

106.07

-

PSRR

=

20

登录

-----------------

V EQ

数字特性

（见注4 ）

最小/最大特性和规格都保证在所有工作条件。

典型特征和规格标称电源电压测量和TA = 25 ℃。

VA + = VD + = 3V ± 10 ％ ; VA- = -2 V ± 10 ％ ; AGND = DGND = 0 V，相对于0 V.所有电压

XIN = 4.096兆赫

参数

主时钟特性

主时钟频率

主时钟占空比

滤波器特性

高速率滤波器输出率

输入/输出特性

高电平输入电压

低电平输入电压

高电平输出电压

低电平输出电压

输入漏电流

三态泄漏电流

数字输出引脚电容

注意事项：

静态条件下进行4，所有的测量。

5.

符号

XIN

民

3

40

典型值

4.096

-

XIN/2048

XIN/1024

-

-

-

-

±1

-

9

最大

5

60

-

-

VD +

0.8

-

0.4

±10

±10

-

单位

兆赫

%

Hz

Hz

V

V

V

V

A

A

pF

OWRS = 0

OWRS = 1

OWR

OWR

V

IH

V

IL

-

-

0.6 VD +

0.0

（VD +） - 1.0

-

-

-

-

I

OUT

= -5.0毫安

I

OUT

= 5.0毫安

（注5 ）

V

OH

V

OL

I

in

I

OZ

C

OUT

对于OWRS及GAIN引脚，输入漏电流为30微安（最大值） 。

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5