該ADS1131是一種高精度的18位模擬轉(zhuǎn)數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）。配備板載低噪聲放大器、內(nèi)置振蕩器、精密18位δσ（ΔΣ）ADC和橋式電源開(kāi)關(guān)，ADS1131為橋式傳感器應(yīng)用（包括稱(chēng)重秤、應(yīng)變計(jì)和負(fù)載傳感器）提供了完整的前端解決方案。
*附件：ads1131.pdf

低噪聲放大器增益為64，支持±39mV的全刻程差分輸入。ΔΣ ADC具有18位有效分辨率，由三階調(diào)制器和四階數(shù)字濾波器組成。支持兩種數(shù)據(jù)速率：10SPS（支持50Hz和60Hz抑制）和80SPS。ADS1131可以進(jìn)入低功耗待機(jī)模式，或在關(guān)機(jī)模式下完全關(guān)閉。

ADS1131由專(zhuān)用引腳控制;沒(méi)有數(shù)字寄存器可供編程。數(shù)據(jù)通過(guò)易于隔離的串行接口輸出，直接連接到MSP430及其他微控制器。

ADS1131采用SO-16封裝，規(guī)格范圍為–40°C至+85°C。

特性

• 橋式傳感器的完整前端
• 以SO套裝形式提供
• 內(nèi)置放大器，增益64
• 內(nèi)部振蕩器
• 橋式傳感器的低側(cè)電源開(kāi)關(guān)
• 18位無(wú)噪聲分辨率
• 可選的10SPS或80SPS數(shù)據(jù)速率
• 同時(shí)以10SPS進(jìn)行50Hz和60Hz拒絕
• 外部電壓參考，最高可達(dá)5伏，用于比分測(cè)量
• 簡(jiǎn)單的針驅(qū)動(dòng)控制
• 雙線串行數(shù)字接口
• 供電范圍：3V至5.3V
• –40°C至+85°C溫度范圍

參數(shù)

方框圖

ADS1131 是德州儀器（TI）推出的 18 位高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），核心優(yōu)勢(shì)為集成低噪聲放大器（PGA）、橋式傳感器電源開(kāi)關(guān)與抗工頻干擾數(shù)字濾波器，支持 10SPS/80SPS 可選采樣率，適配稱(chēng)重秤、應(yīng)變片、稱(chēng)重傳感器等橋式傳感器信號(hào)采集場(chǎng)景，工作溫度覆蓋 - 40°C~85°C，是橋式傳感器前端的完整解決方案。

一、核心產(chǎn)品參數(shù)

1. 基礎(chǔ)性能指標(biāo)

• 分辨率與采樣率 ：18 位無(wú)失碼分辨率，采樣率通過(guò) SPEED 引腳選擇（10SPS/80SPS）；10SPS 模式下可同時(shí)抑制 50Hz/60Hz 工頻干擾，80SPS 模式適配高速采集需求。
• 輸入與增益 ：內(nèi)置固定增益 64 倍的低噪聲放大器，差分輸入滿量程 ±39mV（5V 參考）、±23.4mV（3V 參考）；共模輸入范圍 1.5V~AVDD-1.5V，差分輸入電流 ±2nA，輸入保護(hù)二極管鉗位信號(hào)避免過(guò)壓損壞。
• 精度指標(biāo) ：積分非線性（INL）±8ppm，輸入失調(diào)誤差 10μV，失調(diào)溫漂 ±15nV/°C；增益誤差 ±1% FSR，增益溫漂 ±4ppm/°C；共模抑制比（CMRR）110dB（直流），電源抑制比（PSRR）100dB（直流），精度性能優(yōu)異。
• 噪聲特性 ：10SPS 模式下峰峰值噪聲 300nV，80SPS 模式下 500nV；噪聲等效分辨率高，適配微弱信號(hào)采集。

2. 環(huán)境與封裝

• 工作溫度：-40°C~85°C（工業(yè)級(jí)），適配惡劣工作環(huán)境；
• 封裝形式：16 引腳 SOIC（D），RoHS 兼容，MSL 等級(jí) 2，峰值回流溫度 260°C；
• ESD 防護(hù)：需注意靜電防護(hù)，操作時(shí)建議采取防靜電措施；
• 功耗：正常模式總功耗 5mW（5V 供電）、2.9mW（3V 供電）；待機(jī) / 掉電模式功耗低至 0.1μA，節(jié)能效果顯著。

二、關(guān)鍵功能特性

1. 傳感器適配與供電

• 橋式傳感器支持：集成低側(cè)電源開(kāi)關(guān)（SW 引腳），轉(zhuǎn)換期間閉合給傳感器供電，待機(jī) / 掉電時(shí)斷開(kāi)以降低功耗；開(kāi)關(guān)導(dǎo)通電阻 3.5Ω（典型值，5V/30mA），適配各類(lèi)橋式傳感器供電需求。
• 參考電壓：支持外部參考電壓（1.5V~AVDD+0.1V），參考輸入電流 10nA，適配比率測(cè)量，提升測(cè)量精度。

2. 信號(hào)處理與濾波

• 數(shù)字濾波：采用 4 階 sinc 濾波器，10SPS 模式下 - 3dB 截止頻率 3.32Hz，80SPS 模式下 11.64Hz；通過(guò)頻率陷波特性抑制工頻干擾，無(wú)需額外硬件濾波電路。
• settling 特性：輸入信號(hào)突變后需 4 個(gè)轉(zhuǎn)換周期穩(wěn)定，連續(xù)采集時(shí)建議丟棄前 4 個(gè)數(shù)據(jù)以確保精度。

3. 控制與通信

• 引腳控制：無(wú)寄存器配置，通過(guò) SPEED（采樣率）、PDWN（掉電）引腳實(shí)現(xiàn)功能控制，操作簡(jiǎn)單；支持待機(jī)模式（SCLK 持續(xù)高電平激活）與掉電模式（PDWN 低電平激活）。
• 數(shù)據(jù)接口：兩線串行接口（SCLK/DRDY/DOUT），DRDY/DOUT 引腳兼具數(shù)據(jù)就緒指示與數(shù)據(jù)輸出功能，18 位二進(jìn)制補(bǔ)碼輸出（MSB 優(yōu)先），SCLK 最高頻率 5MHz。

三、應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 典型應(yīng)用場(chǎng)景

• 稱(chēng)重與測(cè)力：電子稱(chēng)重秤、工業(yè)稱(chēng)重傳感器信號(hào)采集；
• 應(yīng)變與壓力：應(yīng)變片、壓力傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換；
• 工業(yè)控制：工業(yè)過(guò)程控制中的微弱模擬信號(hào)采集。

2. 硬件設(shè)計(jì)建議

• 外部元件 ：CAP 引腳需外接 0.1μF NPO/C0G 電容，與內(nèi)部電阻構(gòu)成低通濾波器（截止頻率 720Hz），需緊貼引腳放置；AVDD/DVDD 引腳需各外接 0.1μF 去耦電容，降低電源噪聲。
• 輸入配置：差分輸入時(shí)信號(hào)接 AINP/AINN，單端輸入時(shí) AINN 接地；參考電壓建議使用低噪聲基準(zhǔn)源，VREFP/VREFN 引腳需遠(yuǎn)離數(shù)字干擾源。
• 接地與布局：模擬地與數(shù)字地單點(diǎn)連接，傳感器信號(hào)線與數(shù)字線分開(kāi)布線；SW 引腳與傳感器接地端直接連接，提升共模抑制效果。

3. 軟件與配置

• 采樣率選擇：工頻干擾嚴(yán)重的場(chǎng)景選 10SPS 模式，高速響應(yīng)需求選 80SPS 模式；
• 數(shù)據(jù)讀?。篋RDY/DOUT 拉低表示數(shù)據(jù)就緒，SCLK 上升沿移出數(shù)據(jù)（18 位），第 19 個(gè) SCLK 可強(qiáng)制引腳拉高，便于 polling 檢測(cè)；
• 模式切換：待機(jī)模式喚醒后首個(gè)數(shù)據(jù)有效，掉電模式喚醒需 7.95μs 穩(wěn)定時(shí)間，喚醒后需重新等待數(shù)據(jù)就緒。

四、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)與選型適配

• 核心優(yōu)勢(shì)：集成 PGA、傳感器電源開(kāi)關(guān)與抗工頻干擾濾波器，外部元件少，簡(jiǎn)化橋式傳感器前端設(shè)計(jì)；低噪聲、高 CMRR 特性適配微弱信號(hào)采集；引腳控制無(wú)需寄存器配置，開(kāi)發(fā)門(mén)檻低。
• 選型建議：專(zhuān)為橋式傳感器設(shè)計(jì)，適用于稱(chēng)重、應(yīng)變、壓力等需要高精度微弱信號(hào)采集的場(chǎng)景；需配合低噪聲基準(zhǔn)源使用，以充分發(fā)揮其精度優(yōu)勢(shì)。