电子说
产品简述
MS5112M 是一款高精度 16bit 模数转换器,具有 2
组差分输入或 3 组单端输入通道,高达 16bits 的分辨
率。内部集成 2.048V 基准源,差分输入范围达到
±2.048V。MS5112M 使用了 I 2C 兼容接口,并有 2 个地址
管脚,可以让用户选择 8 个 I 2C 从地址。电源电压范围
为 2.7V 到 5.5V。
MS5112M 转换速率为 15、30、60 或 240SPS,集成
可编程增益放大器,其增益最高可到 8 倍。在单次转换
模式中,MS5112M 在转换结束后会自动进入省电状态,
减小功耗。
MS5112M 可用在高精度测量以及对空间、功耗有一
定要求的应用场合中,如:手持仪器、工业控制和智能
变送器。
主要特点
◼小尺寸封装
◼2 对差分输入,3 组单端输入通道
◼I 2C 接口,8 个可编程地址
◼片上基准:2.048V±0.05%
◼温度漂移:40ppm/°C(最大值)
◼内置 PGA:1 到 8 倍
◼内置振荡器
◼16 位无失码精度
◼INL(积分非线性误差):0.01%
◼单次转换功能
◼可编程输出速率:15SPS 到 240SPS
◼工作电压范围:2.7V 到 5.5V
◼低功耗:290μA@5V
应用
◼手持仪器
◼工业级控制
◼智能变送器
◼工业自动化
◼温度测量
产品规格分类
内部框图
管脚图
管脚说明
极限参数
芯片使用中,任何超过极限参数的应用方式会对器件造成永久的损坏,芯片长时间处于极限工作
状态可能会影响器件的可靠性。极限参数只是由一系列极端测试得出,并不代表芯片可以正常工作在
此极限条件下。
推荐工作条件
电气参数
若无特别说明,测试条件:VDD=5V。
如有需求请联系——三亚微科技 王子文(16620966594)
注:
1. 满幅度的 99%。
2. FSR=满幅度量程=2×2.048/PGA=4.096/PGA。
3. 包括 PGA 和基准的所有误差。
功能描述
MS5112M 是一个 16 位、差分、Σ-Δ 型模数转换器,其设计简单、极易配置的特点使得用户很容易
获得精确的测量值。
MS5112M 由一个带有可调增益的 Σ-Δ 模数转换器、一个 2.048V 的电压基准、一个时钟振荡器、
一个数字滤波器和一个 I 2C 接口组成,后面将对各组成部分进行详细说明。
模数转换器
MS5112M 的模数转换器核由一个差分开关电容 Σ-Δ 调制器和一个数字滤波器组成。调制器测量
正、负模拟输入端的压差,并将其与基准电压相比较,在 MS5112M 中基准电压为 2.048V。数字滤波
器从调制器接收高速码流,并输出与输入电压成比例的数字信号。
输入选择器
MS5112M 有一个多输入选择器,可以提供 2 组差分输入或 3 组单端输入通道。配置寄存器控制输
入选择器的设置。
电压基准
MS5112M 内置一个 2.048V 的片内电压基准,无需外部基准。
输出码计算
MS5112M 输出码的位数取决于更新速率,如表 1 所示。
MS5112M 输出码的格式为二进制补码,右对齐且经过符号扩展。不同输入电平的输出码见表 2。
时钟振荡器
MS5112M 内置时钟振荡器,该振荡器驱动调制器和数字滤波器。无需外部时钟。
输入阻抗
MS5112M 输入级采用开关电容。等效电阻值取决于电容值和电容的开关频率。电容值取决于可编
程增益放大器 (PGA)的设置,时钟由片内时钟振荡器产生。典型工作频率为 275kHz。
共模和差分输入阻抗不同,详情请见“电气参数”。
当外接高输出阻抗输入源,输入端需要外接 buffer。
混叠
当输入信号频率超过更新速率的一半,会产生混叠。为防止混叠的产生,必须限制输入信号的带
宽。MS5112M 的数字滤波器可在一定程度上衰减高频率的噪声,但其 sinc 滤波器不能完全替代抗混叠
滤波器。对于少数应用,还是需要外部滤波。
在设计输入滤波器时, 应考虑到滤波器和 MS5112M 输入之间的阻抗匹配。
工作模式
MS5112M 有两种转换模式:连续转换和单次转换。
在连续转换模式中,每次转换完成,MS5112M 都将结果存入结果寄存器,并立即开始下一次转
换。
在单次转换模式中,MS5112M 会等待配置寄存器中的 ST/ DRDY 位被置为 1。ST/ DRDY 位被置为 1
后,MS5112M 开始转换。转换完成后,MS5112M 将结果存入结果寄存器中,并复位 ST/ DRDY 位为
0,进入省电模式。
从连续转换模式切换到单次转换模式时,MS5112M 将完成当前转换,并复位 ST/ DRDY 位为 0,进
入省电模式。
复位和上电
在上电时,自动执行一次复位,配置寄存器中的所有位设置为默认值。
MS5112M 会对 I 2C 的总呼叫复位命令做出响应,当 MS5112M 接收到总呼叫复位命令时,立即执
行一次复位。
I 2C 接口
MS5112M 通过 I 2C 接口通信。图 1 为 I 2C 时序图,表 3 列出了相关参数。
串行总线地址
对 MS5112M 进行读写,主机必须通过地址位对从机寻址。从机地址位包括 7 个地址位、1 个操作
位。
MS5112M 有两个地址管脚,ASEL0 和 ASEL1,可以设置 I 2C 的地址。这个管脚可以设置为逻辑低、
逻辑高或悬空。通过两个管脚可以设置 8 个地址,如表 4 所示。在上电复位或 I 2C 总呼叫命令之后,
器件将对 ASEL0 和 ASEL1 管脚状态进行采样。
I 2C 总呼叫
如果地址位 8 位都为 0 时,MS5112M 响应总呼叫。器件应答总呼叫并响应第二个字节的命令。如
果该命令为 04h,MS5112M 将只锁存地址管脚 ASEL0 和 ASEL1 的状态,并不复位配置寄存器。如果命
令为 06h,MS5112M 将锁存地址管脚的状态,并复位配置寄存器。
I 2C 数据速率
I 2C 总线有三种速度方式:标准方式,允许最高 100kHz 的时钟频率。快速方式,允许最高 400kHz
的时钟频率。高速方式,允许最高 3.4MHz 的时钟频率。
关于高速方式的更多信息,参考 I 2C 规格说明。
结果寄存器
16 位的结果寄存器存储转换结果,采用二进制补码格式。在复位或上电之后,结果寄存器清 0,
直到第一次转换完成。结果寄存器的格式如表 5 所示。
配置寄存器
8 位配置寄存器控制 MS5112M 的工作模式、更新速率和可编程增益放大器(PGA)。配置寄存器的
格式如表 6 所示,默认设置是 8CH。
如有需求请联系——三亚微科技 王子文(16620966594)
位 6-5:INP
输入信号选择位。如表 7 所示,通过控制这两位,MS5112M 可以用来选择 2 个差分通道或 3 个以
AIN3 为参考的单端输入通道。
位 4:SC
转换模式选择位。当 SC 为 1 时,选择单次转换模式;当 SC 为 0 时,选择连续转换模式。默认为0。
位 3-2:DR
更新速率选择位,如表 8 所示。
位 1-0:PGA
增益设置选择位,如表 9 所示。
读操作
读取结果寄存器和配置寄存器的值。先对 MS5112M 寻址,再从中读出 3 个字节。前 2 个字节是
结果寄存器的值,第 3 个字节是配置寄存器的值。
可不读出配置寄存器,在读操作中允许读出的字节个数少于 3 个。如果读取多于 3 个字节,那么
从第 4 个字节开始将为 FFH。
MS5112M 的典型读操作的时序见图 2。
写操作
对配置寄存器进行写操作。先对 MS5112M 寻址,再写入一个字节,这个字节将被写入配置寄存
器中。
写入多个字节无效,将忽略第一个字节之后的任何字节。MS5112M 写操作的典型时序见图 3。
典型应用图
基本连接方法
对于多数应用而言,MS5112M 的典型基本连接图如图 4 所示。
连接多个器件
一条 I 2C 总线可连接多个 MS5112M。使用 ASEL1 和 ASEL0 脚,MS5112M 可以设置为 8 种不同 I 2C
地址。如图 5 所示,三个 MS5112M 连接到同一条总线。一条 I 2C 总线上最多可以连接 8 个 MS5112M
(使用不同状态的 ASEL1 和 ASEL0 脚进行控制)。
注意,I 2C 总线仅需一组上拉电阻。
低端电流监控器
图 6 是低端电流监控器的电路图。该电路通过一个检流电阻来读取电压。此电阻上的电压可用低
漂移的运放 MS8552 放大,放大结果由 MS5112M 读取。
建议 MS5112M 工作在 8 倍增益下,可以降低 MS8552 的增益。对于 8 倍增益而言,运放应提供最
高不高于 0.256V 的输出电压,所以在满刻度电流时,检流电阻提供最大 64mV 的电压降。
封装外形图
MSOP10
——爱研究芯片的小王
审核编辑 黄宇
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