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[经验] ADS7807是采用最先进CMOS结构的低功耗16位采样模数转...

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特征
  35mW最大功耗;微薄50W断电模式;微薄最大25s采集和转换;最大1.5LSB入口;dnl:16位,无漏码;带1kHz输入的最小信噪比为86dB;±10V、0V至+5V和0V至+4V输入范围;单+5V电源操作;并行串行数据输出;与12位ADS7806兼容的引脚;使用内部或外部引用;0.3“DIP-28和SO-28。
  说明
  ADS7807是一款采用最先进CMOS结构的低功耗16位采样模数转换器。它包含一个完整的16位,电容为基础,逐次逼近寄存器(SAR)A/D转换器与采样和保持,时钟,参考,和微处理器接口与并行和串行输出驱动器。
  ADS7807可以在25微秒的时间内获取16位并将其转换到±1.5LSB范围内,而最大消耗量仅为35mW。激光微调定标电阻器提供了±10V和0V至+5V的标准工业输入范围。此外,0V至+4V范围允许开发完整的单电源系统。
  ADS7807有0.3“DIP-28和SO-28两种型号,均完全指定在工业-40°C至+85°C温度范围内运行。
  
  典型特征
  在ta=+25°C,fs=40kHz,vdig=vana=+5V时,使用内部参考和固定电阻器(见图7b),除非另有规定。
  
  
  基本操作
  并行输出
  图1a显示了操作ADS7807的基本电路A±10V输入范围和并联输出。将R/C(引脚22)低至至少40ns(最大12微秒)将启动转换。忙碌(引脚24)将变低并保持低直到转换完成并更新输出寄存器。如果字节(引脚21)低,则当busy上升时位(msbs)将有效;如果byte为high,则8个最低有效位(lsbs)将在忙碌起来。数据将以二进制2的补码输出(btc)格式。忙得很高可以用来锁定数据。读取第一个字节后,可以切换字节以允许读取剩余的字节。全部转换COM-忙时任务将被忽略。
  ADS7807将在转换结束时开始跟踪输入信号。在转换命令之间允许25微秒,确保准确获取新信号。
  偏移量和增益在内部进行调整,以允许使用单一电源进行外部微调。外部电阻可补偿此调整,如果在软件中校正偏移和增益,则可以忽略不计(请参阅校准部分)。
  串行输出
  图1b显示了操作ADS7807的基本电路A±10V输入范围和串行输出。取R/C(引脚22)从SData(引脚19)上的先前转换输出有效数据,并同步到DataCLK上输出的16个时钟脉冲(针脚18)。忙(引脚24)将变低并保持低电平,直到转换完成并传输串行数据。数据将以btc格式输出,msb优先,并且在数据时钟的上升和下降边缘都有效。忙得很高可以用来锁定数据。全部转换当忙时,命令将被忽略。
  ADS7807将在最后开始跟踪输入信号转换。在转换命令之间允许25微秒,确保准确获取新信号。
  偏移量和增益在内部进行调整,以允许使用单一电源进行外部微调。外部电阻可补偿此调整,如果在软件中校正偏移和增益,则可以忽略不计。
  开始转换
  CS(引脚23)和R/C(引脚22)的组合最低40ns,使ADS7807的采样和保持处于保持状态,并开始转换“n”。busy(引脚24)将变低并保持低电平,直到转换“n”完成并且内部输出寄存器已更新。全新的骗局-将忽略忙低时的垂直命令。CS和/或者R/C必须在Busy变高之前变高,否则将在没有足够时间获取新信号的情况下启动新的转换。
  
  ADS7807将在转换结束时开始跟踪输入信号。在转换命令之间允许25微秒,确保准确获取新信号。
  低启动转换“n”时,转换“n–1”的串行数据将在转换“n”开始后输出到SData(引脚19)。参见读取数据部分的内部数据时钟。
  为了减少控制管脚的数量,可以将CS系在较低的位置使用r/c控制读取和转换模式。在串行输出模式下使用内部数据时钟时,这将不起作用。但是,并行输出和串行输出(仅当使用外部数据时钟时)将受到影响无论何时R/C变高。
  读取数据
  ADS7807以直接二进制输出串行或并行数据(sb)或二进制二的补码数据输出格式。如果SB/BTC(引脚7)为高,则输出为SB格式,如果为低,则输出为BTC格式。
  可以在不影响内部输出寄存器的情况下读取并行输出;但是,通过串行端口读取数据将使内部输出寄存器每数据移动一位时钟脉冲。因此,在读取串行端口上的相同数据之前,可以在并行端口上读取数据,但在读取并行端口上的相同数据之前,不能通过串行端口读取数据。
  并行输出
  要使用并行输出,请将Ext/Int(引脚8)连接到High(高)和DataClk(引脚18)连接到Low(低)。SData(针脚19)应保留未连接。当R/C(引脚22)高而CS(引脚23)低时,并联输出将激活。任何其他组合C和R/C将三态并行输出。有效的转换数据可以在D7-d0(引脚9-13和15-17)上以两个8位字节读取。当字节(管脚21)较低时,8个最高有效位对于D7上的msb有效。当byte为high时,8个最低有效位对于d0上的lsb有效。字节可以切换为在一个转换周期内读取两个字节。
  初始通电时,并行输出将包含不确定数据。
  并行输出(转换后)
  转换“n”完成后,输出寄存器已更新,忙碌(引脚24)将走高。转换‘n’的有效数据将在D7-d0。忙得很高可以用来锁定数据。
  并行输出(在转换期间)
  启动转换“n”后,可以读取转换“n–1”中的有效数据,并在转换“n”开始后的12微秒内有效。不要试图读取数据转换“n”开始后超过12微秒,直到忙(引脚24)变高;这可能导致读取无效数据。
  
  串行输出
  可使用内部数据时钟或外部数据时钟对数据进行计时。使用串行输出时,请小心并行输出D7-d0(引脚9-13和15-17),如下所示当CS(引脚23)低时,引脚将脱离HI-Z状态R/C(引脚22)高。串行输出不能三态,并且始终处于活动状态。有关特定串行接口,请参阅应用程序信息部分。
  内部数据时钟(转换期间)
  要使用内部数据时钟,请将Ext/Int(引脚8)打到低位。这个R/C(引脚22)和CS(引脚23)低的组合将启动转换‘N’,并激活内部数据时钟(通常为900kHz时钟速率)。ADS7807将先从SData(引脚19)上的转换‘n-1’输出16位有效数据(msb),并与dataclk(引脚18)上输出的16个时钟脉冲同步。数据将在内部数据时钟。busy的上升沿(引脚24)可用于锁定数据。在第16个时钟脉冲之后,dataclk将保持低电平,直到下一个转换开始,而sdata将进入在第一个时钟脉冲期间在标签(pin 20)上输入的任何逻辑电平。
  外部数据时钟
  要使用外部数据时钟,请将Ext/Int(引脚8)连接到高电平。外部数据时钟不是转换时钟,只能用作数据时钟。启用的输出模式ADS7807,CS(引脚23)必须低,R/C(引脚22)必须高。dataclk必须高达总数据时钟周期的20%到70%;时钟频率可以在dc和10mhz之间。转换“n”完成后或转换“n+1”期间,可以在sdata(引脚19)上输出来自转换“n”的串行数据。
  简化变换器控制的一个明显方法是cs low并使用r/c启动转换。
  虽然这完全可以接受,但使用外部数据时钟时可能会出现问题。在一个不确定的点上
  从转换“n”开始后的12微秒到繁忙上升,内部逻辑将转换“n”的结果转换为输出寄存器。如果CS低,R/C高,外部此时时钟高,数据将丢失。因此,在cs低的情况下,r/c和/或dataclk在此期间必须低,以避免丢失有效数据。
  外部数据时钟(转换后)
  转换“n”完成后,输出寄存器已更新,忙碌(引脚24)将走高。使用CS低和r/c高,转换‘n’的有效数据将在sdata(引脚19)上输出,同步到dataclk(引脚18)上的外部数据时钟输入。msb在外部数据时钟的第一个下降沿和第二个上升沿上有效。LSB在数据时钟的第16个下降沿和第17个上升沿有效。标签(引脚20)将为每个外部时钟脉冲输入一位数据。标签上的第一个位输入在dataclk的第17个下降沿和第18个上升沿的sdata上有效;第二个输入位在18号下降沿和19号上升沿有效等。使用连续数据时钟,标签数据将在sdata上输出,直到内部输出寄存器根据下一次转换的结果进行更新。
  
  外部数据时钟(转换期间)
  启动转换“n”后,可以读取转换“n–1”中的有效数据,并在转换“n”开始后的12微秒内有效。不要试图超时数据从转换“n”开始后的12微秒到忙(引脚24)上升;这将导致数据丢失。注意:为了在使用外部数据时钟时获得最佳性能,在转换过程中不应将数据打卡。异步数据时钟的开关噪声会引起数字馈通,降低变换器的性能。
  标记功能
  标签(引脚20)输入与外部或内部数据时钟同步的串行数据。当使用外部数据时钟时,标签上的串行位流输入将跟随sdata上的lsb输出,直到内部输出寄存器用新的转换结果更新为止。
  在所有16位有效数据输出后,内部数据时钟第一上升沿的标签上的逻辑电平输入在sdata上有效。
  输入范围
  ADS7807提供三种输入范围:标准±10V和0V-5V,以及一个0V-4V范围,用于完整的单电源系统。参见图7a和7b,了解实现每个输入范围和可选偏移和增益调整电路所需的电路连接。用固定电阻器测试偏移量和满标度误差(1)规格,见图7b。偏移量和增益的调整在本数据表的校准部分进行了说明。
  偏移量和增益在内部进行调整,以允许使用单一电源进行外部微调。外部电阻可补偿此调整,如果在软件中校正偏移和增益,则可以忽略不计(请参阅校准部分)。
  表II中总结的输入阻抗是内部电阻网络(见本产品数据表首页)和每个输入范围使用的外部电阻(见图8)的组合结果。输入电阻分压器网络为r2in和r1in提供至少±5.5v和±12v的固有过电压保护。
  高于或低于预期范围的模拟输入将分别产生正满标度或负满标度数字输出。对于超出标称范围的模拟输入,不会发生包装或折叠。
  
  注:(1)满标度误差包括在+fs和-fs处测得的偏移和增益误差。
  校准
  硬件校准
  要校准硬件中ADS7807的偏移量和增益,请安装图7A所示的电阻器。表VI列出了每个输入范围相对于输入的硬件微调范围。
  
  软件校准
  为了在软件中校准偏移和增益,不需要外部电阻。然而,为了获得偏移和增益的数据表规范,图7b中所示的电阻器是必要的。有关外部电阻器的更多详细信息,请参阅无校准部分。参考表八,了解有无外部电阻时的偏移和增益误差范围。

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