ADS1216Y (TI [8通道,24位模拟数字转换器]) (2017/5/8 17:25:09)
深圳超互联思维电子有限公司
① 国家863计划项目（2001AA631010）资助
8通道24位模数转换器ADS1216原理及应用 The principle And Application of 8-Channel 24-Bit Resolution ADC ADS1216 李彩(1) ，柯天存(1) ，卢桂新(1) ，曹文熙(1) ，曹玉红(2) Li Cai, Ke Tian-cun,
Lu Gui-xin, Cao Wen-xi,Cao Yu-hong Cao 摘要：本文从内部结构、外部引脚及内部工作寄存器三个方面对8通道24位模数转换器ADS1216进行了介绍，并以海洋光学浮标光学辐照度仪为例，介绍了它的应用。
最后给出了ADS1216的一些使用要点及作者的一些设计经验。 关键字：ADS1216 模数转换器 光学浮标 中图分类号：TN911 文献标示吗：A Abstract：the internal constructions, external pins and internal
registers of 8-Channel, 24-Bit Analog-to-Digital Converter ADS1216 and it’s application are introduced. Finally gives out the usage points of the ADS1216 and some experiences of author’s.
Key words: ADS1216 ADC Ocean Optical Buoy 1. ADS1216概述 ADS1216是Burr-Brown产品线中的一款新型、高精度、宽动态范围、Δ－∑型8通道24位ADC。通过SPI接口与外界进行信息交换，提供22位有效分辨率，
工作电压范围为2.7V－5.25V，可以通过选择内部缓冲提高阻抗，提供全量程电压50%的偏移校正，有内外两种参考电压供给方式。 ADS1216主要应用于工业过程控制、液态/气态色谱仪、血液分析、智能变送器、便携式仪器、
压力传感器以及其它一些要求高精度、低功耗的测量仪器中。我们在海洋光学浮标光学辐照度仪①中使用了这一芯片。 2. 结构及引脚说明 2.1 ADS1216内部功能结构 图1所示为ADS1216的内部功能结构及其外部主要引脚。
由图中可以看出ADS1216主要包括模拟多路开关（MUX）、输入缓冲器（BUF）、可编程增溢放大器（PGA）、二阶Δ－∑调制器、可编程数字滤波器、微控制器、16个状态/控制寄存器、128字节RAM、串行SPI接口、两个8位DAC、
内部参考电压产生器以及时钟发生器等工作模块。 模拟多路开关（MUX）可以将片外的八路模拟输入配置为4通道差分或8通道伪差分输入。可编程增溢放大器的增溢范围为1～128， G=1时，提 供22位有效分辨率； G= 128时，
提供19位有效分辨率；内部缓冲器主要是用在信号通路中隔离开关电容器阵列与外部电路，提高输入阻抗，在使用输入缓冲器时ADS1216的输入变化范围为AGND+0.05V～AVDD－0.1V。二阶Δ－∑调节器以fMOD的频率工作，fMOD
时钟频率来自外部时钟fOSC。片内的数字滤波器主要用来提高AD转换的精度和分辨率，它有三种建立时间，建立时间越长，转换精度、分辨率越高。 2.2 ADS1216的外部引脚 ADS1216的外部引脚总共有48个，它采用TQFP封装，
图1所示为其主要引脚。主要包括模拟部分和数字部分。 模拟部分主要包括参考电压输入引脚、八路外部模拟信号输入以及芯片模拟电源输入引脚。ADS1216的参考电压可以通过内部参考电压产生电路供给（范围为1.25V/2.5V），
也可以通过外部差动参考电压输入引脚（VREF+和VREF-）提供，输入范围在0~2.5V，VRCAP引脚为内部参考电压提供一个旁路电容以滤除内部参考电压的噪声。八路模拟输入可以通过共同参考AINCOM端配置为8通道伪模拟输入，
也可以将任意两个输入配置为差分输入的同相和反相输入端组成四路差分输入。 数字电路部分的引脚主要有SPI串行通讯接口，8个可单独配置的数字I/O口D0……D7，A/D
① 国家863计划项目（2001AA631010）资助
8通道24位模数转换器ADS1216原理及应用 The principle And Application of 8-Channel 24-Bit Resolution ADC ADS1216 李彩(1) ，柯天存(1) ，卢桂新(1) ，曹文熙(1) ，曹玉红(2) Li Cai, Ke Tian-cun,
Lu Gui-xin, Cao Wen-xi,Cao Yu-hong Cao 摘要：本文从内部结构、外部引脚及内部工作寄存器三个方面对8通道24位模数转换器ADS1216进行了介绍，并以海洋光学浮标光学辐照度仪为例，介绍了它的应用。
最后给出了ADS1216的一些使用要点及作者的一些设计经验。 关键字：ADS1216 模数转换器 光学浮标 中图分类号：TN911 文献标示吗：A Abstract：the internal constructions, external pins and internal
registers of 8-Channel, 24-Bit Analog-to-Digital Converter ADS1216 and it’s application are introduced. Finally gives out the usage points of the ADS1216 and some experiences of author’s.
Key words: ADS1216 ADC Ocean Optical Buoy 1. ADS1216概述 ADS1216是Burr-Brown产品线中的一款新型、高精度、宽动态范围、Δ－∑型8通道24位ADC。通过SPI接口与外界进行信息交换，提供22位有效分辨率，
工作电压范围为2.7V－5.25V，可以通过选择内部缓冲提高阻抗，提供全量程电压50%的偏移校正，有内外两种参考电压供给方式。 ADS1216主要应用于工业过程控制、液态/气态色谱仪、血液分析、智能变送器、便携式仪器、
压力传感器以及其它一些要求高精度、低功耗的测量仪器中。我们在海洋光学浮标光学辐照度仪①中使用了这一芯片。 2. 结构及引脚说明 2.1 ADS1216内部功能结构 图1所示为ADS1216的内部功能结构及其外部主要引脚。
由图中可以看出ADS1216主要包括模拟多路开关（MUX）、输入缓冲器（BUF）、可编程增溢放大器（PGA）、二阶Δ－∑调制器、可编程数字滤波器、微控制器、16个状态/控制寄存器、128字节RAM、串行SPI接口、两个8位DAC、
内部参考电压产生器以及时钟发生器等工作模块。 模拟多路开关（MUX）可以将片外的八路模拟输入配置为4通道差分或8通道伪差分输入。可编程增溢放大器的增溢范围为1～128， G=1时，提 供22位有效分辨率； G= 128时，
提供19位有效分辨率；内部缓冲器主要是用在信号通路中隔离开关电容器阵列与外部电路，提高输入阻抗，在使用输入缓冲器时ADS1216的输入变化范围为AGND+0.05V～AVDD－0.1V。二阶Δ－∑调节器以fMOD的频率工作，fMOD
时钟频率来自外部时钟fOSC。片内的数字滤波器主要用来提高AD转换的精度和分辨率，它有三种建立时间，建立时间越长，转换精度、分辨率越高。 2.2 ADS1216的外部引脚 ADS1216的外部引脚总共有48个，它采用TQFP封装，
图1所示为其主要引脚。主要包括模拟部分和数字部分。 模拟部分主要包括参考电压输入引脚、八路外部模拟信号输入以及芯片模拟电源输入引脚。ADS1216的参考电压可以通过内部参考电压产生电路供给（范围为1.25V/2.5V），
也可以通过外部差动参考电压输入引脚（VREF+和VREF-）提供，输入范围在0~2.5V，VRCAP引脚为内部参考电压提供一个旁路电容以滤除内部参考电压的噪声。八路模拟输入可以通过共同参考AINCOM端配置为8通道伪模拟输入，
也可以将任意两个输入配置为差分输入的同相和反相输入端组成四路差分输入。 数字电路部分的引脚主要有SPI串行通讯接口，8个可单独配置的数字I/O口D0……D7，A/D
