該ADS1131是一種高精度的18位模擬轉數字轉換器（ADC）。配備板載低噪聲放大器、內置振蕩器、精密18位δσ（ΔΣ）ADC和橋式電源開關，ADS1131為橋式傳感器應用（包括稱重秤、應變計和負載傳感器）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。ADS1131可以進入低功耗待機模式，或在關機模式下完全關閉。

ADS1131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。

ADS1131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
• 以SO套裝形式提供
• 內置放大器，增益64
• 內部振蕩器
• 橋式傳感器的低側電源開關
• 18位無噪聲分辨率
• 可選的10SPS或80SPS數據速率
• 同時以10SPS進行50Hz和60Hz拒絕
• 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
• –40°C至+85°C溫度范圍

參數

方框圖

ADS1131 是德州儀器（TI）推出的 18 位高精度模數轉換器（ADC），核心優勢為集成低噪聲放大器（PGA）、橋式傳感器電源開關與抗工頻干擾數字濾波器，支持 10SPS/80SPS 可選采樣率，適配稱重秤、應變片、稱重傳感器等橋式傳感器信號采集場景，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、核心產品參數

1. 基礎性能指標

• 分辨率與采樣率 ：18 位無失碼分辨率，采樣率通過 SPEED 引腳選擇（10SPS/80SPS）；10SPS 模式下可同時抑制 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，輸入保護二極管鉗位信號避免過壓損壞。
• 精度指標 ：積分非線性（INL）±8ppm，輸入失調誤差 10μV，失調溫漂 ±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，適配微弱信號采集。

2. 環境與封裝

• 工作溫度：-40°C~85°C（工業級），適配惡劣工作環境；
• 封裝形式：16 引腳 SOIC（D），RoHS 兼容，MSL 等級 2，峰值回流溫度 260°C；
• ESD 防護：需注意靜電防護，操作時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 / 掉電模式功耗低至 0.1μA，節能效果顯著。

二、關鍵功能特性

1. 傳感器適配與供電

• 橋式傳感器支持：集成低側電源開關（SW 引腳），轉換期間閉合給傳感器供電，待機 / 掉電時斷開以降低功耗；開關導通電阻 3.5Ω（典型值，5V/30mA），適配各類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，適配比率測量，提升測量精度。

2. 信號處理與濾波

• 數字濾波：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；通過頻率陷波特性抑制工頻干擾，無需額外硬件濾波電路。
• settling 特性：輸入信號突變后需 4 個轉換周期穩定，連續采集時建議丟棄前 4 個數據以確保精度。

3. 控制與通信

• 引腳控制：無寄存器配置，通過 SPEED（采樣率）、PDWN（掉電）引腳實現功能控制，操作簡單；支持待機模式（SCLK 持續高電平激活）與掉電模式（PDWN 低電平激活）。
• 數據接口：兩線串行接口（SCLK/DRDY/DOUT），DRDY/DOUT 引腳兼具數據就緒指示與數據輸出功能，18 位二進制補碼輸出（MSB 優先），SCLK 最高頻率 5MHz。

三、應用與設計要點

1. 典型應用場景

• 稱重與測力：電子稱重秤、工業稱重傳感器信號采集；
• 應變與壓力：應變片、壓力傳感器信號轉換；
• 工業控制：工業過程控制中的微弱模擬信號采集。

2. 硬件設計建議

• 外部元件 ：CAP 引腳需外接 0.1μF NPO/C0G 電容，與內部電阻構成低通濾波器（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：差分輸入時信號接 AINP/AINN，單端輸入時 AINN 接地；參考電壓建議使用低噪聲基準源，VREFP/VREFN 引腳需遠離數字干擾源。
• 接地與布局：模擬地與數字地單點連接，傳感器信號線與數字線分開布線；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：工頻干擾嚴重的場景選 10SPS 模式，高速響應需求選 80SPS 模式；
• 數據讀?。篋RDY/DOUT 拉低表示數據就緒，SCLK 上升沿移出數據（18 位），第 19 個 SCLK 可強制引腳拉高，便于 polling 檢測；
• 模式切換：待機模式喚醒后首個數據有效，掉電模式喚醒需 7.95μs 穩定時間，喚醒后需重新等待數據就緒。

四、產品優勢與選型適配

• 核心優勢：集成 PGA、傳感器電源開關與抗工頻干擾濾波器，外部元件少，簡化橋式傳感器前端設計；低噪聲、高 CMRR 特性適配微弱信號采集；引腳控制無需寄存器配置，開發門檻低。
• 選型建議：專為橋式傳感器設計，適用于稱重、應變、壓力等需要高精度微弱信號采集的場景；需配合低噪聲基準源使用，以充分發揮其精度優勢。