基于ADS1259的高精度采集系統設計

摘要：提出了一種基于ADS1259的高精度采集系統。該系統以可編程增益儀表放大器PCA280和24位模數轉換器ADS1259為核心器件，可以根據采集信號的不同范圍設置放大相應倍數以滿足ADS1259的采集范圍要求。經實測，本系統可充分發揮ADS1259高線性度、低漂移、低功耗的特性，適用于對功耗、體積、精度有嚴格要求的應用場合。
關鍵詞：ADS1259；PGA28；采集系統；高精度

隨著現代電子技術的發展，技術領域數字化進程的不斷推進，模數轉換器作為模擬信號轉換為數字信號的橋梁，發揮了越來越重要的作用。AD轉換器的分辨率和轉換速度直接決定了系統的應用場合的限制。ADS1259是專為滿足工業過程控制、精密儀表及其他精確應用的需要而設計，通過與可編程信號放大器PGA280相組合，即可形成一款能夠對各種各樣的信號進行數字化處理的高分辨率、高準確度測量系統。本系統可以通過控制器直接設置儀表放大器PGA280的放大倍數，采集不通范圍的直流微弱信號，轉換精度達到24位無誤碼。本系統適用于對各種各樣的信號進行數字化處理的高分辨率、高準確度測量系統。

1 主要特性
ADSl259是一款高線性度、低漂移、24位高精度模數轉換器。該轉換器具有4階固有穩定調制器，因此具有優良的噪聲和線性特性，該調制器的輸出與片上數字濾波器聯合使用；數字濾波器可通過編程選擇不同的濾波方式，同時具有校準引擎。ADS1259的額定工作溫度范圍為-40至+105℃，適用于工業過程控制、精密儀表及其他精確應用的場合。
ADS1259的主要特性如下：
1)高分辨率：24位無數據丟失；
2)高精度：積分非線性(INL)為0．4ppm；
3)低溫度漂移：基準漂移為2ppm／℃，增益漂移為0．5 ppm／℃，失調漂移為0．05μV／℃；
4)低噪聲0．7μVRMS (在60SPS數據速率條件下)；
5)輸出速率可調：10SPS至14kSPS；
6)同時50／60Hz抑制(在10SPS數據速率條件下)；
7)單周期穩定；
8)內部振蕩器；
9)過量程保護；
10)帶有串行外設接口(SPI)；
11)低功耗：13mW；
2 引腳說明
ADS1259采用SSOP-20封裝，引腳排列圖如圖1所示。

ADS1259主要引腳功能說明如下：
AINP、AINN：正、負模擬輸入端：：掉電輸入、復位輸入，低電平有效；START：開始轉換輸入，高電平有效；SYNCOUT：同步時鐘輸出端；：片選輸入；SCLK：串行時鐘輸入；DIN、DOUT：串行數據輸入、輸出；：數據轉換好完成標志位，低電平表示數據轉換完成：XTAL1／CLKN：當選用內部振蕩器時，此引腳接DGND，當選用外部時鐘時，此引腳為外部時鐘輸入，當選用外部晶振時，與XTA L2聯合使用；XTAL2：當選用外部晶振時，與XTAL1聯合使用，否則懸空；BYPASS：電壓旁路；DGND：數字地：DVDD：數字供電電源；REFOU T：2．5V參考電壓輸出；VREFP、VREFN：正、負基準輸入；AVDD、AVSS：正、負模擬供電電源。