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1、该 ADS1113/4/5 非常小，低功耗，16-bit,- 转换器() analog-to-digital (ADCs).该 ADS1113/4/5 非常容易配置并设计成各种应用，并允许精确测量，得到非常举手之劳.有经验的和新手用户数据转换器的设计与 ADS1113/4/5 找到系列以直观和解决问题的自由.该 ADS1113/4/5 包括一 analog-to-digital（A / D 转换）可调增益（不包括核心ADS1113),内部参考电压，时钟振荡器和一个 I2C 接口.附加的功能在 ADS1114/5 可用一个可编程的数字比较，提供了一个专用引脚警报.所有这些功能都是为了减少所需外围
2、电路，提高性能.图 22显示 ADS1115 功能框图.该 ADS1113/4/5 的 A / D 核心措施的差异信号，VIN,这就是 AIN 差异P和 AINN. AMUX 是在 ADS1115.：此架构结果在任何很强的衰减共模信号.转换器的核心组成差动式，开关电容 调制器其次是数字滤波器.输入信号进行比较内部参考电压.数字滤波器从调制器接收高速位流并输出一个代码输入电压成正比.该 ADS1113/4/5 有两个可用的转换模式：单次和连续转换模式.在单杆模式下，执行一个 ADC 转换的要求和输入信号存储到一个内部结果寄存器价值.该设备然后进入低功耗关断模式.这模式的目的是提供能耗显着降低只需
3、要在系统或定期转换当有空闲时间长之间转换.在连续转换模式下，ADC 自动开始一个输入的转换一旦信号上转换完成.连续的转化率等于编程的数据速率.数据可以被读取在任何时候，总是反映最近期完成转换.快速入门指南快速入门指南本节提供了一个简单的例子 ADS1113/4/5 通讯.参见本后续章节数据手册更详细的解释.硬件这个设计包括：一 ADS1113/4/5 配置与 I2C 地址 1001000;微控制器与 I2C 接口（TI 建议的MSP430F2002);分立元件，如电阻，电容和串行连接器和一个 2V 到 5V 电源.图 23 显示了基本 hardware configuration.与主 ADS
4、1113/4/5 沟通（微控制器）通过 I2C 接口.主提供了关于 SCL 脚是时钟信号和数据转经 SDA 引脚.从来没有的 ADS1113/4/5 驱动 SCL 引脚.有关编程信息微控制器调试使用，请参考于设备的特定产品的数据手册.第一个字节的主机发送应该是 ADS1113/4/5 处理一位，随后指示听的 ADS1113/4/5 为随后的字节.该第二个字节是寄存器指针.参照表 9 为寄存器 映射.第三个和第四个字节发送从主被写入寄存器指出第二个字节.参照图 30 和图 31 为读，写操作时序图，分别.所有读写与交易 ADS1113/4/5 之前，必须一开始条件并随后停止条件例如，要写入配置寄
5、存器到设置 ADS1113/4/5 以连续转换模式然后读取转换结果，发送按照此顺序字节：写入配置寄存器：写入配置寄存器：第一个字节：0b10010000（第一 7-bit I2C 地址随后由低读/写位）第二个字节：0b00000001（对配置寄存器分）第三个字节：0b10000100 (MSB 在配置寄存器要写入）第四个字节：0b10000011 在配置寄存器 (LSB 要写入）写指针寄存器：写指针寄存器：第一个字节：0b10010000（第一 7-bit I2C 地址随后由低读/写位）第二个字节：0b00000000（对转换点寄存器）读取转换寄存器：读取转换寄存器：第一个字节：0b10010
6、001（第一 7-bit I2C 地址随后由一个高读/写位）第二个字节：与 ADS1113/4/5 反应 MSB 的转换寄存器第三个字节：与 ADS1113/4/5 LSB 反应该转换寄存器复用器复用器该 ADS1115 包含一个输入多路复用器，如显示在图 24.要么四个单端或 2 差分信号可以衡量的.此外，AIN0 和 AIN1 可以测量到的差异 AIN3.复用器配置在三个 bits 在配置寄存器.当单端信号测，对 ADC 负输入在内部通过连接到 GND 内的多路开关该 ADS1113 和 ADS1114 没有多工器.无论是一个差分或一个单端信号可测这些设备.对于单端测量，就可以引脚 AIN
7、1 的 GND.在随后的注意，本数据手册的章节，AINP指 AIN0 和 AINN指 AIN1 的 ADS1113 和ADS1114.当测量单端输入是很重要的请注意，代码的输出范围是负不使用.这些代码是测量负如(AIN 差分信PAINN) 0. ESD 二极管 VDD 和 GND 保护所有的输入三个器件(ADS1113, ADS1114,和 ADS1115).要防止，转动 ESD 二极管任何输入电压必须保持在绝对的以下范围：GND 0.3V AINx VDD + 0.3V如果它有可能在输入的电压 pins 可能违反这些条件，外部肖特基钳位二极管和/或可能需要串联电阻来限制输入电流的安全值（见绝
8、对最大额定值表）.此外，超速的 ADS1115 一个未使用的输入转换可能会影响到其他地方输入 pins.如果在未使用的输入过载是可能的，再建议取缔与外部信号肖特基二极管。模拟输入模拟输入该 ADS1113/4/5 使用开关电容输入阶段，不断充电，电容器然后排放到测量电压之间 AINP和 AINN.使用的小型的电容器，并外部电路出现的平均负荷电阻.这种结构显示在图 26. The 电阻是由电容值和速度在他们被切换.图 25 显示开/关的开关设置说明图 26.在抽样阶段，S1开关被关闭.此事件收费 CA1到 AINP, CA2到 AINN,和 CB到(AINP AINN).在放电阶段，S1是先打开
9、，然后 S2已关闭.双方 CA1和 CA2然后排放约0.7V 和 CB这种充电放电到 0V.绘制一个非常小的从源头上短暂的电流驱动 ADS1113/4/5 模拟输入.平均价值这种电流可以被用来计算有效阻抗(Reff)其中 Reff= VIN/IAVERAGE.共模输入阻抗是衡量采用共模信号短路 AINP和 AINN输入平均电流测量每个引脚消耗.共模输入阻抗的变化取决于 PGA 增益设置，但大约是 6M 默认 PGA 增益设置.在图 26,共模输入阻抗 ZCM.差分输入阻抗是衡量采用差分信号 AINP和 AINN输入其中一个输入举行 0.7V.的电流通过连接到 0.7V 引脚流量是差分电流和增益
10、级的 PGA 设置.在图 26,差分输入阻抗 ZDIFF.表 2 介绍了典型差分输入阻抗.1.此参数表示满量程范围在 ADC 缩放.在任何情况下应大于 VDD + 0.3V 适用于这一装置.输入阻抗的典型值不能被忽视的.除非输入源具有低阻抗，输入阻抗可能 ADS1113/4/5 影响测量精度.对于源高输出阻抗，缓冲可能是必要的.有源缓冲器引入噪声，并介绍偏移和增益误差.所有这些因素应考虑高精度应用.因为时钟振荡器的频率漂移，稍随着温度，输入阻抗也漂移.对于许多应用中，这个输入阻抗漂移可被忽略，并且给出的值表 2 典型输入阻抗是有效的.满量程输入满量程输入一个可编程增益放大器实现(PGA)前 核
11、心的 ADS1114/5.的 PGA 可以被设置为 2/3, 1, 2, 4, 8,和 16.收益表 3 显示了相应的全面(FS)范围.该PGA三个配置在配置寄存器 bits.具有固定的 ADS1113 满量程输 入范围2.048V.的 PGA = 2/3 设置允许 输入测量扩展到电源电压当 VDD 比 4V.注意，虽然在这个大案件（以及 PGA = 1 和 VDD 4V),它不有可能达成一项全面的输出代码 ADC.模拟输入电压可能永远不会超过由于模拟输入电压限制在电特征表1.此参数表示满量程范围在 ADC 缩放.在任何情况下应大于 VDD + 0.3V 适用于这一装置.数据格式数据格式该 A
12、DS1113/4/5 提供的数据以二进制 16 bitstwos 补充格式.正满量程输入产生的 7FFFh 和负输出代码满量程输入产生一个输出码的 8000h.在这些代码了信号的输出剪辑超过满量程.表 4 总结了理想针对不同的输入信号输出代码.图 27 显示代码转换与输入电压.1.排除噪声的影响，INL,失调和增益误差.混淆混淆正如任何数据转换器，如果输入信号包含频率高于一半的数据速率，别名发生.为防止混淆，输入信号必须限带.有些信号是天生限带.例如，一个输出热电偶，它有一个有限的变化率.不过，它们可以包含噪声和干扰组件.这些组件可以折叠放回在相同的采样方式，与任何其他频带信号.该 ADS11
13、13/4/5 数字滤波器提供了一些衰减高频噪声，但数字 Sinc 滤波器的频率响应不能完全更换的抗混叠滤波器.对于一些应用程序，一些外部滤波可能需要，在这种情况下，一个简单的 RC 过滤器就足够了.当设计一个输入滤波器电路时，一定要采取考虑到滤波网络之间的相互作用以及 ADS1113/4/5.输入阻抗经营模式经营模式该 ADS1113/4/5 工作于两种模式之一：连续转换或单杆.在连续转换模式下，不断 ADS1113/4/5 执行转换.一旦转换已完成后，ADS1113/4/5 放置导致转换寄存器并立即开始另一个转换.在单触发模式中，ADS1113/4/5 等到 OS 位被设置为高.一旦宣称，位
14、设置为0,表明目前转换进展.一旦转换数据准备就绪，OS 位 reasserts 和设备断电. 记录一1在转换过程中要 OS 位无效.复位和上电复位和上电当 ADS1113/4/5 通电，一复位演出.作为复位的过程中，部分 ADS1113/4/5 的 bits 设置中的所有配置寄存器为各自的默认设置.该 ADS1113/4/5 回应 I2C 一般号召重置命令.当收到 ADS1113/4/5 一般号召复位，内部复位执行，犹如该装置已开机.比较器比较器(ADS1114/15(ADS1114/15 只）只）该 ADS1114/5 各自配备了一可定制的比较，可以发出警报的警报/ RDY 引脚.此功能可以
15、显着减少了许多应用的外部电路.该比较器可实现无论是作为传统的比较或通过窗口比较器 COMP_MODE 位在配置寄存器.当作为一个传统的比较落实，警报/ RDY 针断言（默认为低电平）时转换数据超过设定的限制高门槛寄存器.然后拉高比较当输入信号低于门槛低寄存器价值.在窗口比较器模式下，警报/ RDY 针称，如果数据超过转换高门槛寄存器或低于低门槛寄存器.在这两种传统的窗口或比较模式下，比较器可配置为锁存曾经断言通过在配置寄存器 COMP_LAT 位.这设置会导致断言，即使留输入信号不超过阈值的范围寄存器.这锁存断言以清除发出 SMBus 报警响应或读数的转换寄存器.在 COMP_POL 位配置寄
16、存器配置警报/ RDY 引脚高有效或低有效.运行图的比较显示模式图 28 和图 29.比较器可配置为激活警报/ RDY 针后，连续集数读数超过临界值.比较可以被配置为等待一个，两个，或四个读数超过阈值，然后激活警报/ RDY 引脚通过改变COMP_QUE bits 在在配置寄存器.也可以在 COMP_QUE bits 禁止比较器功能.转换就绪密码转换就绪密码(ADS1114/5(ADS1114/5 只）只）警报/ RDY 引脚还可配置成转换准备引脚.这种运作模式可如果实现了高门槛寄存器 MSB 是设置为1和低门槛寄存器 MSB 是设置为0.的 COMP_POL 位继续发挥作用和 COMP_QUE bits 可以禁用引脚;然而，没有COMP_MODE 和 COMP_LAT bits 无法控制的任何函数.当配置为一转换准备针，警报/ RDY 继续需要一个上拉电阻.当在连续转换模式，提供了一个简短的 ADS1113/4/5(8s)脉冲对警报/ RDY 针在结束每个转换.当在单次停机模式，警报/ RDY 针称在年底低如果
