Texas Instruments ADS130B02-Q1 2通道 32kSPSΔΣ模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 提供寬動態(tài)范圍、低功耗和緩沖模擬輸入。這些特性使該器件成為汽車電池管理系統(tǒng) (BMS) 的理想之選。ADC輸入可直接連接分流電阻器（用于雙向電池電流測量）、電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)（用于高壓測量）或溫度傳感器（例如熱敏電阻器或模擬輸出溫度傳感器）。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments ADS130B02-Q1 2通道32kSPSΔ-Σ ADC數(shù)據(jù)手冊.pdf

Texas Instruments ADS130B02-Q1單獨ADC通道可以根據(jù)傳感器輸入進行獨立配置。低噪聲、可編程增益放大器 (PGA) 提供了從1到128的增益，以放大低電平信號。該器件具有全局斬波模式，可在整個溫度和時間范圍內(nèi)消除失調(diào)漂移。該器件集成了低漂移、1.2V電壓基準和精密振蕩器，從而可減小印刷電路板 (PCB) 面積。在數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出和寄存器映射上可選的循環(huán)冗余校驗 (CRC) 可保持通信完整性。

該完整模擬前端 (AFE) 采用20引腳TSSOP封裝，可在–40°C至+125°C汽車溫度范圍內(nèi)正常工作。

特性

• 符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100標準
  • 溫度等級1：-40°C至+125°C TA
• 具有功能安全能力
  • 來輔助功能安全系統(tǒng)設(shè)計的文檔
• 兩個同步采樣差分輸入ADC
• 可編程數(shù)據(jù)速率：高達32kSPS
• 可編程增益：高達128
• 全局斬波模式，可在整個溫度和時間范圍內(nèi)消除失調(diào)漂移
• 可實現(xiàn)直接傳感器連接的高阻抗模擬輸入
• 集成的負電荷泵允許輸入信號測量值低于接地值
• 通道間串?dāng)_：–120dB
• 1.2V低漂移內(nèi)部基準
• 精密內(nèi)部振蕩器
• 用于通信和寄存器映射的循環(huán)冗余校驗器 (CRC)
• 2.7V至3.6V模擬和數(shù)字電源
• 低功耗：3mW（3.3V AVDD和DVDD時）

功能框圖

高性能汽車級ΔΣ ADC：ADS130B02-Q1技術(shù)解析與應(yīng)用

一、產(chǎn)品概述

Texas Instruments的ADS130B02-Q1是一款專為汽車應(yīng)用設(shè)計的雙通道、同步采樣、16位ΔΣ模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。該器件具有32kSPS的采樣率，集成了可編程增益放大器(PGA)和精密內(nèi)部基準電壓源，適用于嚴苛的汽車環(huán)境。

?主要特性?：

• AEC-Q100汽車級認證（溫度等級1：-40°C至+125°C）
• 功能安全能力，提供功能安全系統(tǒng)設(shè)計文檔
• 2通道同步采樣差分輸入ADC
• 可編程數(shù)據(jù)速率：最高32kSPS
• 可編程增益：最高128倍
• 全局斬波模式消除溫漂和時漂
• 高阻抗模擬輸入，可直接連接傳感器
• 集成負電荷泵，支持低于地的信號測量
• 通道間串?dāng)_：-120dB
• 低漂移內(nèi)部基準：1.2V
• 低功耗：3.3V供電時僅3mW

二、關(guān)鍵功能詳解

1. 模擬前端設(shè)計

ADS130B02-Q1的每個通道都包含一個高阻抗輸入緩沖器和可編程增益放大器(PGA)，增益設(shè)置從1到128共8檔可選。輸入阻抗取決于主時鐘頻率(fMCLK)、過采樣率(OSR)設(shè)置和全局斬波模式：

• 全局斬波禁用時：25MΩ（典型值）
• 全局斬波啟用時：可達1GΩ（取決于OSR設(shè)置）

器件采用差分輸入結(jié)構(gòu)，通過集成負電荷泵技術(shù)，允許輸入信號低于地電位（最低可達AGND-0.3V），這一特性使其非常適合電池管理系統(tǒng)中的雙向電流測量應(yīng)用。

2. 時鐘系統(tǒng)架構(gòu)

ADS130B02-Q1提供靈活的時鐘配置選項：

?時鐘源選擇?：

• 外部時鐘（通過CLKIN引腳）
• 內(nèi)部8.192MHz精密振蕩器

?三種功率模式?：

1. ? 高分辨率模式(HR) ?：fMCLK=8.192MHz，性能最優(yōu)
2. ? 低功耗模式(LP) ?：fMCLK=4.096MHz，平衡性能與功耗
3. ? 極低功耗模式(VLP) ?：fMCLK=2.048MHz，功耗最低

3. 數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)速率

器件采用ΔΣ調(diào)制器配合數(shù)字FIR濾波器，提供8種可編程過采樣率(OSR)設(shè)置：

三、典型應(yīng)用場景

1. 電動汽車充電站

• 直流電能計量
• 充電狀態(tài)監(jiān)測

2. 汽車電池管理系統(tǒng)(BMS)

• 電流分流測量
• 通過外部電阻分壓器進行電壓測量
• 使用熱敏電阻或模擬輸出溫度傳感器進行溫度測量

3. 儲能系統(tǒng)(ESS)

• 電池組電壓/電流監(jiān)測
• 系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測

四、設(shè)計注意事項

1. 電源設(shè)計

• 模擬電源(AVDD)：2.7V至3.6V，需連接1μF去耦電容至AGND
• 數(shù)字電源(DVDD)：2.7V至3.6V，需連接1μF去耦電容至DGND
• 電源時序：無特殊要求

2. 布局建議

• 將模擬和數(shù)字地平面在芯片下方通過最短路徑連接
• 保持模擬輸入走線對稱且長度匹配
• 避免高頻數(shù)字信號靠近模擬輸入

3. 熱管理

器件采用20引腳TSSOP封裝，熱參數(shù)如下：

• 結(jié)到環(huán)境熱阻(θJA)：91.5°C/W
• 結(jié)到板熱阻(θJB)：43.0°C/W

在高環(huán)境溫度應(yīng)用中，需確保結(jié)溫不超過150°C的絕對最大值。

五、性能參數(shù)

?ADC關(guān)鍵規(guī)格?：

• 分辨率：16位
• INL：±10ppm FSR（最佳擬合）
• 偏移誤差（輸入?yún)⒖迹?
  • 全局斬波禁用：±200μV（典型值）
  • 全局斬波啟用：±0.4μV（典型值）
• 增益誤差：±0.2%（包含內(nèi)部基準誤差）
• CMRR：
  • 直流：96dB（全局斬波禁用），128dB（全局斬波啟用）
  • 50Hz/60Hz：89dB（全局斬波禁用），106dB（全局斬波啟用）

?噪聲性能?（高分辨率模式，增益=1）：