MS5175——16-Bit、四输入、内置基准模数转换器

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描述

产品简述

  MS5175 是一款高精度、可连续转换的 16bit 模数转换器,具有

4路单端输入通道和内部集成 2.048V 基准,且使用 I 2C 兼容接口。

MS5175 电源范围为 2.7V 到 5.5V,转换速率为 15、30、60

或 240SPS,集成可编程增益放大器。在单次转换模式中,

MS5175在转换结束后会自动进入省电模式,减小功耗。

  MS5175 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。

内置基准

主要特点

◼4 路单端输入通道

◼I 2C 接口,8 个可编程地址

◼片上基准:2.048V±0.1%

◼温度漂移:20ppm/°C (典型值)

◼内部集成 PGA:1 到 8 倍

◼16 位无失码精度

◼INL(积分非线性误差):0.004%

◼工作电压范围:2.7V 到 5.5V

◼低电源功耗:270μA@VDD=3V

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

内置基准

管脚图

内置基准

管脚说明

内置基准

内部框图

内置基准

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。

内置基准

电气参数

若无特别说明,测试条件:-40°C 到 85°C,VDD=5V。

内置基准

如有需求请联系——三亚微科技 王子文(16620966594)

内置基准

注:

1.满幅度的 99%。

2. FSR=满幅度量程=2.048V/PGA。

3.包括 PGA 和基准的所有误差。

功能描述

  MS5175 是一个 16 位、四通道输入、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。

模/数转换器

  MS5175 的模/数转换器核由一个开关电容 Σ-Δ 调制器和一个数字滤波器组成。

输入选择器

  MS5175 可提供四组单端输入通道,由 2 位配置寄存器位控制输入选择器。

电压基准

  MS5175 内置一个 2.048V 的片内电压基准,无需外部基准。

输出码计算

  MS5175 输出码的位数取决于更新速率,如表 1 所示。

内置基准

时钟振荡器

  MS5175 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

  MS5175 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。电容器的值取决于可

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 275kHz。

  高输出阻抗输入源,需要缓冲。

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。MS5175 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 MS5175 输入之间的阻抗匹配。

工作模式

  MS5175 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,结果都将存入结果寄存器,并立即开始下一次转换。

  在单次转换模式中,MS5175 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

开始转换,转换完成后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,MS5175 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。

MS5175 会对 I 2C 的总呼叫复位命令做出响应,当 MS5175 接收到总呼叫复位命令时,立即执行一

次复位。

I 2C 接口

  MS5175 通过 I2C 接口通信。图 1 为 I 2C 时序图,表 3 列出了相关参数。

内置基准

如有需求请联系——三亚微科技 王子文(16620966594)

内置基准

串行总线地址

  对 MS5175 进行读写,主机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。

  MS5175 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。

内置基准

I 2C 总呼叫

  如果地址位 8 位都为 0 时,MS5175 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,MS5175 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,MS5175 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: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。

内置基准

配置寄存器

  8 位配置寄存器控制 MS5175 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。

内置基准

位 7:ST/DRDY

  ST/DRDY 位的含意取决于它是写入还是读出。

  在单次转换模式中,写 1 到 ST/DRDY 位则表示转换的开始,写入 0 则无影响,在连续方式中,

MS5175 忽略写入 ST/DRDY 的值。

  在连续转换模式中,ST/DRDY 位确定新转换数据是否就绪。如果 ST/DRDY 为 1,则表示结果寄存

器中的数据已经被读取;如果 ST/DRDY 为 0,则表示结果寄存器中的数据是未被读取的新数据。

  在单次转换模式中,ST/DRDY 位确定转换是否完成。如果 ST/DRDY 为 1,则表示结果寄存器的数

据为旧数据,而且转换正在进行。如果 ST/DRDY 为 0,则表示结果寄存器的数据是新转换的结果。

  MS5175 先输出结果寄存器的值,再输出配置寄存器值。ST/DRDY 位的状态适用于刚从结果寄存器

中读取的数据,而不是下一次读操作读取的数据。

内置基准

读操作

  读取结果寄存器和配置寄存器的值。先对 MS5175 寻址,再从器件中读出 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,从第

4 个字节开始将为 FFH。

  MS5175 的典型读操作的时序见图 2。

内置基准

写操作

  对配置寄存器进行写操作。先对 MS5175 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。MS5175 写操作的典型时序见图 3。

内置基准

应用说明

基本连接方法

对于多数应用而言,MS5175 的典型基本连接图如图 4 所示。

内置基准

连接多个器件

  一条 I 2C 总线可连接多个 MS5175。使用 ASEL1 和 ASEL0 脚,MS5175 可以设置为 8 种不同 I 2C 地

址。如图 5 所示,三个 MS5175 连接到同一条总线的接线图。一条 I 2C 总线上最多可以连接 8 个

MS5175(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。

内置基准

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。此电阻上电压可用低漂

移的运放 MS8552 放大,放大结果由 MS5175 读取。

  建议 MS5175 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。

内置基准

封装外形图

MSOP10

内置基准

——爱研究芯片的小王

审核编辑 黄宇

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