該 ADS1231 是一種精密的 24 位模數轉換器（ADC）。該 ADS1231 配備了內置低噪聲放大器、內置振蕩器、精密三階 24 位 delta-sigma 調制器和橋式電源開關，為橋梁傳感器應用（包括稱重秤、應變計和負荷傳感器）提供了完整的前端解決方案。
*附件：ads1231.pdf

低噪聲放大器增益為128，支持全刻量差分輸入±19.5mV。 ADC具有24位分辨率，由三階調制器和四階數字濾波器組成。支持兩種數據速率：10SPS（支持50Hz和60Hz抑制）和80SPS。ADS1231可以進入低功耗待機模式，或在關機模式下完全關閉。

ADS1231由專用引腳控制;沒有數字寄存器可供編程。數據通過易于隔離的串行接口輸出，直接連接到MSP430及其他微控制器。

ADS1231采用SO-16封裝，規格范圍為–40°C至+85°C。

特性

• 橋式傳感器的完整前端
• 內置放大器，增益為128
• 內部振蕩器
• 橋式傳感器的低側電源開關
• 低噪聲：35nVrms
• 可選數據速率：10SPS 或 80SPS
• 同時以10SPS進行50Hz和60Hz拒絕
• 輸入EMI濾波器
• 外部電壓參考，最高可達5伏，用于比分測量
• 簡單的針驅動控制
• 雙線串行數字接口
• 供電范圍：3V至5.3V
• 包裹：SOIC-16
• 溫度范圍：–40°C至+85°C
• 應用
  • 體重秤
  • 應變計
  • 載荷傳感器
  • 工業過程控制

參數

方框圖

ADS1231 是德州儀器（TI）推出的 24 位高精度模數轉換器（ADC），專為橋式傳感器設計，集成低噪聲放大器、內部振蕩器、橋式電源開關等功能，核心優勢為高分辨率、低噪聲與完整前端解決方案，適配電子秤、應變片、稱重傳感器等高精度力 / 壓力測量場景。

一、核心產品參數

1. 基礎性能指標

• 采樣與精度 ：24 位分辨率無丟失碼，支持 10 SPS（低噪聲）與 80 SPS（高速）兩檔采樣率；積分非線性（INL）±8 ppm，輸入失調誤差 10 μV，失調漂移 ±20 nV/°C，增益漂移 ±2 ppm/°C，精度穩定性優異。
• 動態性能 ：10 SPS 時噪聲低至 35 nVrms，80 SPS 時為 102 nVrms；共模抑制比（CMRR）110 dB，電源抑制比（PSRR）100 dB，10 SPS 模式下可同時抑制 50 Hz/60 Hz 工頻干擾。
• 輸入與參考 ：差分輸入范圍 ±19.5 mV（5 V 供電）/±11.7 mV（3 V 供電），內置增益 128 的低噪聲放大器；支持 1.5~5.3 V 外部參考電壓，參考輸入電流僅 10 nA。
• 功耗與供電 ：模擬 / 數字電源統一為 3~5.3 V；正常工作功耗 5 mW（5 V）/2.9 mW（3 V），待機 / 掉電模式功耗低至 0.1 μA，低功耗特性突出。

2. 環境與封裝

• 工作溫度：-40°C 至 85°C，滿足工業級寬溫要求；
• 封裝形式：16 引腳 SOIC 封裝，符合 RoHS 標準，引腳鍍層為 NIPDAU，MSL 等級 2，峰值回流溫度 260°C；
• ESD 防護：人體模型（HBM）±2 kV、充電設備模型（CDM）±500 V，防護性能適配工業操作環境。

二、關鍵功能特性

1. 傳感器適配設計

• 完整前端解決方案：集成低側電源開關（SW 引腳），可控制橋式傳感器電源通斷，待機 / 掉電時斷開傳感器電源，降低系統功耗。
• 低噪聲放大：內置斬波穩定放大器，增益固定 128，搭配外部 0.1 μF 電容構成低通濾波器，抑制高頻噪聲與斬波殘留，提升溫度漂移性能。
• 輸入保護：模擬輸入內置 ESD 防護二極管與 EMI 濾波器（截止頻率 20 MHz）， differential 輸入電流 ±2 nA，減少對傳感器信號的干擾。

2. 時鐘與濾波

• 時鐘靈活選擇：支持內部振蕩器（默認）或外部時鐘（1~6 MHz），外部時鐘可精準調整采樣率與濾波特性。
• 數字濾波：采用 4 階 sinc 濾波器，10 SPS 模式下 - 3 dB 截止頻率 3.32 Hz，80 SPS 模式下為 11.64 Hz，工頻干擾抑制能力強。

3. 控制與接口

• 引腳化控制：無寄存器設計，通過 SPEED 引腳選擇采樣率，PDWN 引腳控制掉電，無需復雜編程，配置簡單。
• 串行接口：兩線制串行接口（SCLK/DRDY/DOUT），DRDY 引腳指示數據就緒，數據以二進制補碼格式 MSB 優先輸出，支持部分位讀取，適配 MSP430 等微控制器。
• 低功耗模式：支持待機模式（SCLK 保持高電平激活）與掉電模式（PDWN 拉低激活），掉電后僅需 7.95 μs 喚醒時間，適配電池供電設備。

三、應用與設計要點

1. 典型應用場景

• 稱重與力測量：電子秤、稱重傳感器、應變片信號轉換；
• 工業測控：壓力傳感器、橋式變送器、工業過程控制中的高精度數據采集。

2. 硬件設計建議

• 供電與去耦 ：AVDD 與 DVDD 需共地供電，電源引腳就近放置 0.1 μF 陶瓷電容 + 1 μF 鉭電容去耦，減少電源噪聲。
• 傳感器連接：橋式傳感器輸出直接接入 AINP/AINN 引腳，VREFP/VREFN 連接傳感器參考端，SW 引腳接入傳感器低側電源回路，實現傳感器電源聯動控制。
• 濾波配置：CAP 引腳需外接 0.1 μF NPO/C0G 電容，與內部電阻構成低通濾波器，電容需緊貼引腳放置以保證濾波效果。
• 布局規范：模擬信號與數字信號分離布線，參考電壓回路遠離數字噪聲源；輸入信號線短路徑布線，減少寄生電容與干擾耦合。

3. 軟件與配置

• 采樣率選擇：高精度測量場景選 10 SPS（工頻抑制 + 低噪聲），動態測量場景選 80 SPS（高速響應）。
• 數據讀取：等待 DRDY 引腳拉低后，通過 SCLK 上升沿讀取 24 位數據，可僅讀取有效位以提升效率；輸入信號突變后需丟棄前 4 次讀數，確保數據穩定。
• 模式切換：無需連續采樣時，激活待機 / 掉電模式降低功耗；喚醒后首組數據即可有效，無需額外校準。

四、產品優勢與選型適配

• 核心優勢：集成度高（無需額外放大器 / 電源開關）、噪聲低（適配小信號傳感器）、工頻抑制能力強（無需外部濾波電路），簡化橋式傳感器系統設計。
• 選型建議：電子秤、高精度稱重等對噪聲與穩定性要求極高的場景優先選擇；需兼顧速度與精度的工業測控場景可切換采樣率使用；電池供電設備可充分利用其低功耗模式延長續航。