基于ADS1259的高精度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：提出了一種基于ADS1259的高精度采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)以可編程增益儀表放大器PCA280和24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS1259為核心器件，可以根據(jù)采集信號的不同范圍設(shè)置放大相應(yīng)倍數(shù)以滿足ADS1259的采集范圍要求。經(jīng)實(shí)測，本系統(tǒng)可充分發(fā)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(yán)格要求的應(yīng)用場合。
關(guān)鍵詞：ADS1259；PGA28；采集系統(tǒng)；高精度

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)領(lǐng)域數(shù)字化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器作為模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的橋梁，發(fā)揮了越來越重要的作用。AD轉(zhuǎn)換器的分辨率和轉(zhuǎn)換速度直接決定了系統(tǒng)的應(yīng)用場合的限制。ADS1259是專為滿足工業(yè)過程控制、精密儀表及其他精確應(yīng)用的需要而設(shè)計(jì)，通過與可編程信號放大器PGA280相組合，即可形成一款能夠?qū)Ω鞣N各樣的信號進(jìn)行數(shù)字化處理的高分辨率、高準(zhǔn)確度測量系統(tǒng)。本系統(tǒng)可以通過控制器直接設(shè)置儀表放大器PGA280的放大倍數(shù)，采集不通范圍的直流微弱信號，轉(zhuǎn)換精度達(dá)到24位無誤碼。本系統(tǒng)適用于對各種各樣的信號進(jìn)行數(shù)字化處理的高分辨率、高準(zhǔn)確度測量系統(tǒng)。

1 主要特性
ADSl259是一款高線性度、低漂移、24位高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器具有4階固有穩(wěn)定調(diào)制器，因此具有優(yōu)良的噪聲和線性特性，該調(diào)制器的輸出與片上數(shù)字濾波器聯(lián)合使用；數(shù)字濾波器可通過編程選擇不同的濾波方式，同時(shí)具有校準(zhǔn)引擎。ADS1259的額定工作溫度范圍為-40至+105℃，適用于工業(yè)過程控制、精密儀表及其他精確應(yīng)用的場合。
ADS1259的主要特性如下：
1)高分辨率：24位無數(shù)據(jù)丟失；
2)高精度：積分非線性(INL)為0．4ppm；
3)低溫度漂移：基準(zhǔn)漂移為2ppm／℃，增益漂移為0．5 ppm／℃，失調(diào)漂移為0．05μV／℃；
4)低噪聲0．7μVRMS (在60SPS數(shù)據(jù)速率條件下)；
5)輸出速率可調(diào)：10SPS至14kSPS；
6)同時(shí)50／60Hz抑制(在10SPS數(shù)據(jù)速率條件下)；
7)單周期穩(wěn)定；
8)內(nèi)部振蕩器；
9)過量程保護(hù)；
10)帶有串行外設(shè)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(fù)模擬輸入端：：掉電輸入、復(fù)位輸入，低電平有效；START：開始轉(zhuǎn)換輸入，高電平有效；SYNCOUT：同步時(shí)鐘輸出端；：片選輸入；SCLK：串行時(shí)鐘輸入；DIN、DOUT：串行數(shù)據(jù)輸入、輸出；：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換好完成標(biāo)志位，低電平表示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成：XTAL1／CLKN：當(dāng)選用內(nèi)部振蕩器時(shí)，此引腳接DGND，當(dāng)選用外部時(shí)鐘時(shí)，此引腳為外部時(shí)鐘輸入，當(dāng)選用外部晶振時(shí)，與XTA L2聯(lián)合使用；XTAL2：當(dāng)選用外部晶振時(shí)，與XTAL1聯(lián)合使用，否則懸空；BYPASS：電壓旁路；DGND：數(shù)字地：DVDD：數(shù)字供電電源；REFOU T：2．5V參考電壓輸出；VREFP、VREFN：正、負(fù)基準(zhǔn)輸入；AVDD、AVSS：正、負(fù)模擬供電電源。