在電子設(shè)計領(lǐng)域，對于高精度、高性能的模擬 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換需求與日俱增。德州儀器（Texas Instruments）的ADS1208二階Delta - Sigma調(diào)制器，憑借其出色的特性和廣泛的應(yīng)用場景，成為眾多工程師的首選。今天，我們就來深入剖析這款調(diào)制器。

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一、產(chǎn)品概述

ADS1208是一款專為霍爾傳感器及類似應(yīng)用優(yōu)化的二階Delta - Sigma調(diào)制器，工作時鐘頻率為10MHz。它具有±100mV的指定輸入范圍和±125mV的滿量程范圍，典型共模抑制比（CMR）達95dB，典型信噪比（SNR）為82dB。其可調(diào)節(jié)的電流輸出用于傳感器偏置，數(shù)字輸出與ADS1202/03兼容，還提供差分數(shù)字輸出和獨立的2.7V至5.5V數(shù)字電源引腳。

二、特性亮點

（一）高精度測量

• 分辨率與線性度：ADS1208具有16位分辨率，積分非線性（INL）在16位分辨率下為 - 8至8 LSB（或 - 0.012%至0.012%），差分非線性（DNL）為 - 1.0至1.0 LSB，能夠提供高精度的測量結(jié)果。
• 低噪聲性能：模擬輸入的低噪聲特性以及出色的共模抑制能力，有效減少了外界干擾對測量的影響，確保了測量的準確性。

（二）靈活的配置

• 可調(diào)節(jié)電流源：內(nèi)部集成的可編程電流源可用于傳感器偏置，通過在AVDD和IADJ之間放置電阻，可對輸出電流進行編程，電流范圍為1mA至8mA。
• 多模式操作：支持四種不同的操作模式，可根據(jù)具體應(yīng)用需求選擇合適的時鐘源和數(shù)據(jù)輸出方式，提供了極大的靈活性。

（三）兼容性強

數(shù)字輸出與ADS1202/03兼容，方便工程師在不同項目中進行集成和替換，降低了開發(fā)成本和難度。

三、應(yīng)用場景

（一）電機控制

在電機控制中，精確的電流測量至關(guān)重要。ADS1208的高精度和低噪聲特性，能夠準確測量電機電流，為電機的精確控制提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

（二）電流測量

無論是工業(yè)領(lǐng)域的大電流測量，還是電子設(shè)備中的小電流監(jiān)測，ADS1208都能勝任，其寬輸入范圍和高精度保證了測量的準確性。

（三）傳感器應(yīng)用

適用于霍爾傳感器和橋式傳感器等，為傳感器提供穩(wěn)定的偏置電流，并將傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，便于后續(xù)處理。

四、技術(shù)細節(jié)分析

（一）模擬部分

• 調(diào)制器：二階調(diào)制器作為濾波器，對輸入信號進行低通濾波，同時將量化噪聲轉(zhuǎn)移到更高頻率。在輸出端需要使用數(shù)字低通濾波器來去除高頻噪聲，并將1位數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為更高位的數(shù)據(jù)字。
• 模擬輸入：內(nèi)部采樣電容需要在50ns內(nèi)重新充電，ADS1208提供的兩個輸入緩沖器，具有高帶寬（典型值為50MHz）、低噪聲和低偏移的特點，有效提高了系統(tǒng)性能，特別是在輸入源阻抗較高的情況下。
• 內(nèi)部參考電壓：提供2.5V的參考電壓源，參考輸出電壓范圍為2.45V至2.55V，溫度漂移為20ppm/°C。參考輸入引腳REFIN可連接外部參考電壓，范圍為0.5V至3V，用于設(shè)置模擬輸入范圍。
• 電流源：集成的電流源可用于為霍爾元件提供偏置電流，通過調(diào)節(jié)電阻$R_{ADJ}$可控制輸出電流。在特定條件下，參考電壓的漂移可被抵消，通過調(diào)整電阻可校準整個系統(tǒng)的增益。

（二）數(shù)字部分

• 數(shù)字輸出：差分模擬輸入信號與輸出的數(shù)字位流之間存在特定的關(guān)系，例如0V輸入對應(yīng)50%的高電平時間，+100mV輸入對應(yīng)80%的高電平時間， - 100mV輸入對應(yīng)20%的高電平時間。
• 數(shù)字接口：支持四種操作模式，不同模式下時鐘源和數(shù)據(jù)輸出方式不同。內(nèi)部時鐘可由20MHz RC振蕩器提供，也可使用外部時鐘源。數(shù)字接口的電壓范圍為2.7V至5.5V，提供了良好的兼容性。
• 濾波器使用：調(diào)制器輸出的位流需要經(jīng)過數(shù)字濾波器處理才能得到與模擬輸入電壓等效的數(shù)字字。Sinc3濾波器是一種簡單且性能良好的濾波器，適用于大多數(shù)應(yīng)用。在電機控制等對響應(yīng)時間要求較高的應(yīng)用中，可能需要選擇其他類型的濾波器，如Sinc2濾波器。

五、布局注意事項

（一）電源供應(yīng)

ADS1208有模擬電源AVDD和數(shù)字電源BVDD。模擬電源必須穩(wěn)定且低噪聲，以保證高精度測量。可通過在電源引腳之間連接5Ω電阻和使用去耦電容進行濾波。同時，要注意避免在電源開啟前輸入信號，以免引起閂鎖效應(yīng)。

（二）接地設(shè)計

模擬和數(shù)字部分應(yīng)分別設(shè)置獨立的接地平面，通過適度的信號走線在調(diào)制器下方連接兩個接地平面。對于多個調(diào)制器，應(yīng)盡可能在一個中心位置連接兩個接地平面。

（三）去耦處理

所有去耦電容應(yīng)盡可能靠近相應(yīng)的引腳放置。對于AVDD和AGND之間的100nF補償電容，建議直接連接在引腳3和6上，以減少內(nèi)部電路電流毛刺對電源的影響，提高噪聲性能。

六、總結(jié)

ADS1208二階Delta - Sigma調(diào)制器以其高精度、靈活性和兼容性，在電機控制、電流測量和傳感器應(yīng)用等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。工程師在設(shè)計過程中，需要充分了解其技術(shù)特性和布局要求，合理選擇操作模式和濾波器類型，以實現(xiàn)最佳的系統(tǒng)性能。在實際應(yīng)用中，你是否遇到過類似調(diào)制器的使用難題？又是如何解決的呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。