MS5175——16-Bit、四輸入、內(nèi)置基準(zhǔn)模數(shù)轉(zhuǎn)換器

產(chǎn)品簡(jiǎn)述

MS5175 是一款高精度、可連續(xù)轉(zhuǎn)換的 16bit 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有

4路單端輸入通道和內(nèi)部集成 2.048V 基準(zhǔn)，且使用 I 2C 兼容接口。

MS5175 電源范圍為 2.7V 到 5.5V，轉(zhuǎn)換速率為 15、30、60

或 240SPS，集成可編程增益放大器。在單次轉(zhuǎn)換模式中，

MS5175在轉(zhuǎn)換結(jié)束后會(huì)自動(dòng)進(jìn)入省電模式，減小功耗。

MS5175 可用在高精度測(cè)量以及對(duì)空間、功耗有一定要求的

應(yīng)用場(chǎng)合中，如：手持儀器、工業(yè)控制和智能變送器。

主要特點(diǎn)

?4 路單端輸入通道

?I 2C 接口，8 個(gè)可編程地址

?片上基準(zhǔn)：2.048V±0.1%

?溫度漂移：20ppm/°C （典型值）

?內(nèi)部集成 PGA：1 到 8 倍

?16 位無(wú)失碼精度

?INL（積分非線性誤差）：0.004%

?工作電壓范圍：2.7V 到 5.5V

?低電源功耗：270μA@VDD=3V

應(yīng)用

?手持儀器

?工業(yè)級(jí)控制

?智能變送器

?工業(yè)自動(dòng)化

?溫度測(cè)量

產(chǎn)品規(guī)格分類(lèi)

管腳圖

管腳說(shuō)明

內(nèi)部框圖

極限參數(shù)

芯片使用中，任何超過(guò)極限參數(shù)的應(yīng)用方式會(huì)對(duì)器件造成永久的損壞，芯片長(zhǎng)時(shí)間處于極限工作

狀態(tài)可能會(huì)影響器件的可靠性。極限參數(shù)只是由一系列極端測(cè)試得出，并不代表芯片可以正常工作在

此極限條件下。

電氣參數(shù)

若無(wú)特別說(shuō)明，測(cè)試條件：-40°C 到 85°C，VDD=5V。

如有需求請(qǐng)聯(lián)系——三亞微科技 王子文（16620966594）

注：

1.滿(mǎn)幅度的 99%。

2. FSR=滿(mǎn)幅度量程=2.048V/PGA。

3.包括 PGA 和基準(zhǔn)的所有誤差。

功能描述

MS5175 是一個(gè) 16 位、四通道輸入、Σ-Δ 型模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、極易配置的特點(diǎn)使得用戶(hù)

很容易獲得精確的測(cè)量值。

模/數(shù)轉(zhuǎn)換器

MS5175 的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器核由一個(gè)開(kāi)關(guān)電容 Σ-Δ 調(diào)制器和一個(gè)數(shù)字濾波器組成。

輸入選擇器

MS5175 可提供四組單端輸入通道，由 2 位配置寄存器位控制輸入選擇器。

電壓基準(zhǔn)

MS5175 內(nèi)置一個(gè) 2.048V 的片內(nèi)電壓基準(zhǔn)，無(wú)需外部基準(zhǔn)。

輸出碼計(jì)算

MS5175 輸出碼的位數(shù)取決于更新速率，如表 1 所示。

時(shí)鐘振蕩器

MS5175 內(nèi)置時(shí)鐘振蕩器，該振蕩器驅(qū)動(dòng)調(diào)制器和數(shù)字濾波器。無(wú)需外部時(shí)鐘。

輸入阻抗

MS5175 輸入級(jí)采用開(kāi)關(guān)電容。等效電阻值取決于電容值和電容的開(kāi)關(guān)頻率。電容器的值取決于可

編程增益放大器 (PGA)的設(shè)置，時(shí)鐘由片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器產(chǎn)生。典型工作頻率 275kHz。

高輸出阻抗輸入源，需要緩沖。

混疊

當(dāng)輸入信號(hào)頻率超過(guò)更新速率的一半，會(huì)產(chǎn)生混疊。為防止混疊的產(chǎn)生，必須限制輸入信號(hào)的帶

寬。MS5175 的數(shù)字濾波器可在一定程度上衰減高頻率的噪聲，但其 sinc 濾波器不能完全替代抗混疊

濾波器。對(duì)于少數(shù)應(yīng)用，還是需要外部濾波。

在設(shè)計(jì)輸入濾波器時(shí)， 應(yīng)考慮到濾波器和 MS5175 輸入之間的阻抗匹配。

工作模式

MS5175 有兩種轉(zhuǎn)換模式：連續(xù)轉(zhuǎn)換和單次轉(zhuǎn)換。

在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式中，每次轉(zhuǎn)換完成，結(jié)果都將存入結(jié)果寄存器，并立即開(kāi)始下一次轉(zhuǎn)換。

在單次轉(zhuǎn)換模式中，MS5175 會(huì)等待配置寄存器中的 ST/DRDY 位被置為 1。ST/DRDY 位被置為 1 后

開(kāi)始轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后結(jié)果存入結(jié)果寄存器中，并復(fù)位 ST/DRDY 位為 0，進(jìn)入省電模式。

從連續(xù)轉(zhuǎn)換模式切換到單次轉(zhuǎn)換模式時(shí)，MS5175 將完成當(dāng)前轉(zhuǎn)換，并復(fù)位 ST/DRDY 位為 0，進(jìn)入

省電模式。

復(fù)位和上電

在上電時(shí)，自動(dòng)執(zhí)行一次復(fù)位，配置寄存器中的所有位設(shè)置為默認(rèn)值。

MS5175 會(huì)對(duì) I 2C 的總呼叫復(fù)位命令做出響應(yīng)，當(dāng) MS5175 接收到總呼叫復(fù)位命令時(shí)，立即執(zhí)行一

次復(fù)位。

I 2C 接口

MS5175 通過(guò) I2C 接口通信。圖 1 為 I 2C 時(shí)序圖，表 3 列出了相關(guān)參數(shù)。

如有需求請(qǐng)聯(lián)系——三亞微科技 王子文（16620966594）

串行總線地址

對(duì) MS5175 進(jìn)行讀寫(xiě)，主機(jī)須通過(guò)地址位對(duì)從機(jī)尋址。從機(jī)地址位包括 7 個(gè)地址位，1 個(gè)操作

位。

MS5175 有兩個(gè)地址管腳，ASEL0 和 ASEL1，可以設(shè)置 I 2C 的地址。這個(gè)管腳可以設(shè)置為邏輯低、

邏輯高或懸空。通過(guò)兩個(gè)管腳可以設(shè)置 8 個(gè)地址，如表 4 所示。在上電復(fù)位或 I 2C 總呼叫命令之后，

器件將對(duì) ASEL0 和 ASEL1 管腳狀態(tài)進(jìn)行采樣。

I 2C 總呼叫

如果地址位 8 位都為 0 時(shí)，MS5175 響應(yīng)總呼叫。器件應(yīng)答總呼叫并響應(yīng)第二個(gè)字節(jié)的命令。如

果該命令為 04h，MS5175 將只鎖存地址管腳 ASEL0 和 ASEL1 的狀態(tài)，并不復(fù)位配置寄存器。如果命令

為 06h，MS5175 將鎖存地址管腳的狀態(tài)，并復(fù)位配置寄存器。

I 2C 數(shù)據(jù)速率

I 2C 總線有三種速度：標(biāo)準(zhǔn)方式，允許最高 100kHz 的時(shí)鐘頻率?？焖俜绞?，允許最高 400kHz 的時(shí)

鐘頻率。高速方式，允許最高 3.4MHz 的時(shí)鐘頻率。

關(guān)于高速方式的更多信息，參考 I 2C 規(guī)格說(shuō)明。

結(jié)果寄存器

16 位的結(jié)果寄存器存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換結(jié)果，采用二進(jìn)制補(bǔ)碼格式。在復(fù)位或上電之后，結(jié)果寄存器清 0，

直到第一次轉(zhuǎn)換完成。結(jié)果寄存器的格式如表 5 所示。

配置寄存器

8 位配置寄存器控制 MS5175 的工作模式、更新速率和可編程增益放大器(PGA)。配置寄存器的格

式如表 6 所示，默認(rèn)設(shè)置是 8CH。

位 7：ST/DRDY

ST/DRDY 位的含意取決于它是寫(xiě)入還是讀出。

在單次轉(zhuǎn)換模式中，寫(xiě) 1 到 ST/DRDY 位則表示轉(zhuǎn)換的開(kāi)始，寫(xiě)入 0 則無(wú)影響，在連續(xù)方式中，

MS5175 忽略寫(xiě)入 ST/DRDY 的值。

在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式中，ST/DRDY 位確定新轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)是否就緒。如果 ST/DRDY 為 1，則表示結(jié)果寄存

器中的數(shù)據(jù)已經(jīng)被讀?。蝗绻?ST/DRDY 為 0，則表示結(jié)果寄存器中的數(shù)據(jù)是未被讀取的新數(shù)據(jù)。

在單次轉(zhuǎn)換模式中，ST/DRDY 位確定轉(zhuǎn)換是否完成。如果 ST/DRDY 為 1，則表示結(jié)果寄存器的數(shù)

據(jù)為舊數(shù)據(jù)，而且轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。如果 ST/DRDY 為 0，則表示結(jié)果寄存器的數(shù)據(jù)是新轉(zhuǎn)換的結(jié)果。

MS5175 先輸出結(jié)果寄存器的值，再輸出配置寄存器值。ST/DRDY 位的狀態(tài)適用于剛從結(jié)果寄存器

中讀取的數(shù)據(jù)，而不是下一次讀操作讀取的數(shù)據(jù)。

讀操作

讀取結(jié)果寄存器和配置寄存器的值。先對(duì) MS5175 尋址，再?gòu)钠骷凶x出 3 個(gè)字節(jié)。前 2 個(gè)字節(jié)

是結(jié)果寄存器的值，第 3 個(gè)字節(jié)是配置寄存器的值。

可不讀出配置寄存器，在讀操作中允許讀出的字節(jié)個(gè)數(shù)少于 3 個(gè)。如果讀取多于 3 個(gè)字節(jié)，從第

4 個(gè)字節(jié)開(kāi)始將為 FFH。

MS5175 的典型讀操作的時(shí)序見(jiàn)圖 2。

寫(xiě)操作

對(duì)配置寄存器進(jìn)行寫(xiě)操作。先對(duì) MS5175 尋址，再寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)，這個(gè)字節(jié)將被寫(xiě)入配置寄存器

中。

寫(xiě)入多個(gè)字節(jié)無(wú)效，將忽略第一個(gè)字節(jié)之后的任何字節(jié)。MS5175 寫(xiě)操作的典型時(shí)序見(jiàn)圖 3。

應(yīng)用說(shuō)明

基本連接方法

對(duì)于多數(shù)應(yīng)用而言，MS5175 的典型基本連接圖如圖 4 所示。

連接多個(gè)器件

一條 I 2C 總線可連接多個(gè) MS5175。使用 ASEL1 和 ASEL0 腳，MS5175 可以設(shè)置為 8 種不同 I 2C 地

址。如圖 5 所示，三個(gè) MS5175 連接到同一條總線的接線圖。一條 I 2C 總線上最多可以連接 8 個(gè)

MS5175（使用不同狀態(tài)的 ASEL1 和 ASEL0 腳進(jìn)行控制）。

注意，I 2C 總線僅需一組上拉電阻。

低端電流監(jiān)控器

圖 6 是低端電流監(jiān)控器的電路圖。該電路通過(guò)一個(gè)檢流電阻來(lái)讀取電壓。此電阻上電壓可用低漂

移的運(yùn)放 MS8552 放大，放大結(jié)果由 MS5175 讀取。

建議 MS5175 工作在 8 倍增益下，可以降低 MS8552 的增益。對(duì)于 8 倍增益而言，運(yùn)放應(yīng)提供最

高不高于 0.256V 的輸出電壓，所以在滿(mǎn)刻度電流時(shí)，檢流電阻提供最大 64mV 的電壓降。

封裝外形圖

MSOP10

——愛(ài)研究芯片的小王

審核編輯 黃宇