Texas Instruments ADS131B02-Q1雙通道Δ-Σ模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 是一款雙通道、同步采樣、24位、Δ-Σ (Δ-Σ) ADC。該ADC具有寬動(dòng)態(tài)范圍、低功耗和緩沖模擬輸入，因此非常適合用于汽車電池管理系統(tǒng) (BMS)。ADC輸入可直接連接分流電阻器（用于雙向電池電流測(cè)量）、電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)（用于高壓測(cè)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(cè)；*附件：Texas Instruments ADS131B02-Q1 2通道Δ-Σ ADC數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

Texas Instruments ADS131B02-Q1單獨(dú)ADC通道可以根據(jù)傳感器輸入進(jìn)行獨(dú)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(hào)。該器件具有全局?jǐn)夭Ｊ剑稍谡麄€(gè)溫度和時(shí)間范圍內(nèi)消除失調(diào)漂移。此外，該器件集成了偏移與增益校準(zhǔn)寄存器，有助于消除信號(hào)鏈誤差。該器件集成了低漂移、1.2V電壓基準(zhǔn)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(yàn) (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(biāo)準(zhǔn)
  • TA 溫度等級(jí)1：-40°C至+125°C
• 支持功能安全
  • 來輔助功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文檔
• 兩個(gè)同步采樣差分輸入ADC
• 可編程數(shù)據(jù)速率高達(dá)32kSPS
• 可編程增益高達(dá)128
• 噪聲性能
  • 在1kSPS、增益 = 8時(shí)：0.82μVRMS
• 全局?jǐn)夭Ｊ剑稍谡麄€(gè)溫度和時(shí)間范圍內(nèi)消除失調(diào)漂移
• 可實(shí)現(xiàn)直接傳感器連接的高阻抗模擬輸入
• 集成的負(fù)電荷泵允許輸入信號(hào)測(cè)量值低于接地值
• 通道間串?dāng)_：–120dB
• 1.2V低漂移內(nèi)部基準(zhǔn)
• 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(yàn)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(shí)）

功能框圖

?ADS131B02-Q1汽車級(jí)Δ-Σ ADC技術(shù)解析與應(yīng)用指南?

?一、核心特性與設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)?

1. ?高精度與可靠性?
   • ?24位分辨率?與?32 kSPS采樣率?，支持同步采樣雙通道，滿足汽車BMS系統(tǒng)對(duì)電流/電壓監(jiān)測(cè)的嚴(yán)苛要求。
   • ?AEC-Q100 Grade 1認(rèn)證?（-40°C至+125°C），集成功能安全文檔，適用于安全關(guān)鍵型應(yīng)用。
   • ?全局?jǐn)夭Ｊ?/strong>?可消除溫漂和時(shí)漂，典型偏移誤差低至±0.4 μV（啟用后）。
2. ?靈活的模擬前端?
   • ?PGA增益可編程?（1至128倍），直接連接傳感器（如分流電阻、熱電偶），支持差分輸入范圍±1.2 V（增益=1時(shí)）。
   • ?負(fù)電荷泵?允許輸入信號(hào)低于地電平，單電源即可處理雙向信號(hào)。
3. ?低功耗與集成化設(shè)計(jì)?
   • 三種功耗模式（HR/LP/VLP），最低功耗僅3 mW（3.3 V供電）。
   • 內(nèi)置1.2 V基準(zhǔn)源、精密振蕩器及CRC校驗(yàn)，減少外圍元件需求。

?二、關(guān)鍵參數(shù)與性能表現(xiàn)?

• ?噪聲性能?：0.82 μVRMS（1 kSPS，增益=8），信噪比達(dá)128 dB（全局?jǐn)夭Ｊ剑?/li>
• ?通道隔離?：串?dāng)_低至-120 dB，確保多通道數(shù)據(jù)獨(dú)立性。
• ?長(zhǎng)期穩(wěn)定性?：增益誤差漂移<40 ppm/°C，基準(zhǔn)電壓溫漂±0.5%。

?表：不同增益下的輸入滿量程范圍?

?三、典型應(yīng)用電路設(shè)計(jì)?

1. ?BMS電流檢測(cè)方案?
   • 通過分流電阻直接連接AINxP/AINxN，利用PGA放大微小壓降（如100 mV滿量程時(shí)增益=12）。
   • 全局?jǐn)夭Ｊ较裏崞疲嵘L(zhǎng)期測(cè)量精度。
2. ?電源時(shí)序與布局建議?
   • ?去耦電容?：AVDD/DVDD需并聯(lián)1 μF陶瓷電容，CAP引腳接220 nF電容。
   • ?接地隔離?：AGND與DGND單點(diǎn)連接，降低數(shù)字噪聲干擾。

?四、寄存器配置與數(shù)據(jù)接口?

• ?SPI通信?：支持CPOL=0/CPHA=1模式，時(shí)序需滿足tw(SCL)≥20 ns。
• ?關(guān)鍵寄存器?：
  • CLOCK寄存器設(shè)置OSR（如1024對(duì)應(yīng)4 kSPS）和功耗模式。
  • GAIN寄存器獨(dú)立配置各通道增益。

?五、選型與替代建議?

• ?適用場(chǎng)景?：電動(dòng)汽車充電樁、ESS儲(chǔ)能系統(tǒng)、高精度溫度監(jiān)測(cè)。
• ?競(jìng)品對(duì)比?：相比ADS131A04，ADS131B02-Q1集成負(fù)電荷泵，更適合單電源負(fù)壓檢測(cè)。