ADS131B02-Q1 是一款雙通道、同步采樣、24 位、三角積分 （ΔΣ） 模數轉換器 （ADC），提供寬動態范圍、低功耗和緩沖模擬輸入，使該器件非常適合汽車電池管理系統 （BMS）。ADC輸入可直接連接至分流電阻器，用于雙向電池電流測量，可直接連接至電阻分壓器網絡，用于高壓測量，或與溫度傳感器（如熱敏電阻或模擬輸出溫度傳感器）連接。

可以根據傳感器輸入獨立配置各個ADC通道。低噪聲、可編程增益放大器 （PGA） 提供 1 至 128 的增益范圍，以放大低電平信號。該器件具有全局斬波模式，可消除隨溫度和時間變化的失調漂移。此外，該器件還集成了失調和增益校準寄存器，有助于消除信號鏈誤差。
*附件：ads131b02-q1.pdf

該器件集成了低漂移、1.2V 基準電壓源和精密振蕩器，可減少印刷電路板 （PCB） 面積。數據輸入、數據輸出和寄存器映射上的可選循環冗余校驗 （CRC） 可保持通信完整性。

完整的模擬前端 （AFE） 采用 20 引腳 TSSOP 封裝，額定溫度范圍為 –40°C 至 +125°C。

特性

• 符合 AEC-Q100 標準，適用于汽車應用：
  • 溫度等級 1：–40°C 至 +125°C，T一個
• 功能安全功能
  • 可用于幫助功能安全系統設計的文檔
• 2 個同步采樣差分輸入 ADC
• 可編程數據速率：高達 32 kSPS
• 可編程增益：高達 128
• 噪音表現：
  • 0.82 微伏有效值1 kSPS時，增益 = 8
• 全局斬波模式可消除隨溫度和時間變化的失調漂移
• 用于直接傳感器連接的高阻抗模擬輸入
• 集成負電荷泵允許在地面以下進行輸入信號測量
• 通道間串擾：–120 dB
• 低漂移內部基準電壓源：1.2 V
• 精密內部振蕩器
• CRC on communications 和 register map
• 模擬和數字電源：2.7 V 至 3.6 V
• 低功耗：3.3V AVDD 和 DVDD 時為 3 mW

參數

方框圖

ADS131B02-Q1 是德州儀器推出的汽車級雙通道同步采樣 24 位 ΔΣ 模數轉換器，具備高精度、低功耗與功能安全特性，核心優勢為高分辨率、低噪聲與內置校準功能，適配汽車電池管理系統（BMS）等對精度要求嚴苛的場景。

核心參數與特性

• 精度與分辨率：24 位有效分辨率，INL 最大 10ppm FSR，全局斬波模式下輸入失調誤差低至 ±0.4μV，溫漂僅 10nV/°C，輸入參考噪聲低至 0.42pVRMS（1kSPS、增益 = 128 時）。
• 增益與輸入：可編程增益 1-128 倍，支持 ±1.2V 至 ±9.375mV 差分輸入范圍，集成負壓電荷泵可測量低于地電位 0.3V 的信號。
• 工作條件：供電電壓 2.7V-3.6V，工作溫度 - 40°C 至 + 125°C，符合 AEC-Q100 車規等級，采用 20 引腳 TSSOP 封裝（6.5mm×4.4mm）。
• 數據速率與功耗：最高 32kSPS 采樣率，分高分辨率 / 低功耗 / 超低功耗三模式，3.3V 供電時功耗低至 3mW，待機模式功耗僅 0.4μA。
• 抗干擾性能：通道間串擾 - 120dB，CMRR 最高 128dB，集成 CRC 校驗保障通信與寄存器數據完整性。

關鍵功能設計

• 信號鏈架構：內置 1.2V 低漂移基準源與精密振蕩器（8.192MHz），ΔΣ 調制器配合 sinc3 數字濾波器，支持 8 檔過采樣率（OSR=128-16384）。
• 校準功能：集成獨立通道的偏移與增益校準寄存器，支持 24 位校準系數配置，可自動修正系統誤差，默認校準系數為無偏移、增益 = 1。
• 工作模式：支持連續轉換與全局斬波模式（抵消失調漂移），全局斬波模式可使噪聲改善√2 倍，支持多器件同步采樣。
• 接口特性：SPI 兼容接口（CPOL=0、CPHA=1），支持 16/24/32 位數據長度（32 位支持零填充或符號擴展），DRDY 引腳指示數據就緒，SYNC/RESET 引腳實現同步或復位。

典型應用場景

• 汽車電池管理系統（BMS）：分流電阻電流測量（±5kA）、電池包電壓分壓采樣（0V-800V）、熱敏電阻溫度監測。
• 新能源場景：電動汽車充電站內 DC 電能計量、儲能系統（ESS）的高精度電壓 / 電流同步監測。
• 工業與汽車：高精度傳感器信號采集、電機控制閉環系統、需要低噪聲與高分辨率的模擬信號轉換場景。

設計與使用建議

• 電源與去耦：AVDD/DVDD 各并聯 1μF 去耦電容，CAP 引腳外接 220nF 旁路電容，模擬地與數字地單點連接以減少干擾。
• 輸入電路：前端需串聯 RC 低通濾波器（建議截止頻率低于調制器頻率兩個數量級），未使用模擬輸入浮空或接 AGND，數字輸入需拉至 DVDD 或 DGND。
• 布局要點：采用獨立接地平面，分離模擬與數字信號線，時鐘信號避免過沖與毛刺，關鍵電容就近擺放以降低寄生參數。
• 初始化配置：默認使用外部時鐘，可通過寄存器切換至內部振蕩器，啟用全局斬波模式與校準功能提升測量精度，校準系數需存儲于外部非易失性存儲器并上電加載。