特點

•適合汽車應用

•比率轉換

•單電源：2.7V至5V

•高達125kHz的轉換率

•串行接口

•可編程8位或12位分辨率

•2個輔助模擬輸入

•完全斷電控制

應用

•個人數字助理

•便攜式儀器

•銷售點終端

•尋呼機

•觸摸屏顯示器

說明

ADS7843-Q1是一個12位采樣模數轉換器（ADC），具有同步串行接口和低通阻開關，用于驅動觸摸屏。在125kHz吞吐量和+2.7V電源條件下，典型功耗為750μW。參考電壓（VREF）可以在1V和+VCC之間變化，提供0V到VREF的相應輸入電壓范圍。該設備包括一種關機模式，可將典型功耗降低到0.5μW以下。ADS7843-Q1的工作電壓為2.7V。

低功耗、高速和板載交換機使ADS7843-Q1成為電池供電系統的理想選擇，例如帶有電阻式觸摸屏的個人數字助理和其他便攜式設備。ADS7843-Q1采用SSOP-16封裝，溫度范圍為-40°C至+85°C。

訂購信息

（1）、有關最新的軟件包和訂購信息，請參閱本文檔末尾的軟件包選項附錄。

典型特征

TA=25°C，VDD=5 V（除非另有說明）。

操作理論

ADS7843-Q1是一種典型的逐次逼近寄存器（SAR）ADC。該結構基于電容再分配，其固有的采樣和保持功能。該變換器采用0.6μmcmos工藝制作。

ADS7843-Q1的基本操作如圖12所示。該設備需要一個外部基準和一個外部時鐘。它的工作電壓為2.7V到5.25V。外部參考電壓可以是1V和+VCC之間的任何電壓。參考電壓的值直接設置轉換器的輸入范圍。平均參考輸入電流取決于ADS7843-Q1的轉換率。

轉換器的模擬輸入通過四通道多路復用器提供。低導通電阻開關的獨特配置允許一個未選擇的ADC輸入通道提供電源，以及一個附帶的引腳為外部設備提供接地。通過保持到轉換器的差分輸入和差分參考結構，可以消除開關的導通電阻誤差（如果這是特定測量的誤差源）。

模擬量輸入

有關ADS7843-Q1上的輸入多路復用器、ADC的差分輸入和轉換器的差分基準的框圖，請參見圖13。表1和表2顯示了A2、A1、A0和SER/DFR控制位與ADS7843-Q1配置之間的關系。控制位通過DIN引腳串行提供。有關詳細信息，請參閱本數據表的數字接口部分。

當轉換器進入保持模式時，+IN和–IN輸入之間的電壓差（見圖13）被捕捉到內部電容器陣列上。模擬輸入端的輸入電流取決于設備的轉換率。在采樣期間，電源必須對內部采樣電容器（通常為25pF）充電。電容器充滿電后，就沒有進一步的輸入電流了。從模擬源到轉換器的電荷傳輸速率是轉換速率的函數。

參考輸入

+REF和–REF之間的電壓差（如圖13所示）設置模擬輸入范圍。ADS7843-Q1將在1V至+VCC范圍內工作。關于參考輸入及其寬電壓范圍，有幾個關鍵項目。隨著參考電壓的降低，每個數字輸出代碼的模擬電壓權重也減小。這通常被稱為LSB（最低有效位）大小，等于參考電壓除以4096。隨著參考電壓的降低，ADC中固有的任何偏移或增益誤差都將以LSB的大小來增加。例如，如果給定轉換器的偏移量為2LSB，參考電壓為2.5V，則通常為5LSB，參考電壓為1V。在相同的情況下，每個裝置的實際偏移量為1.22mV。低噪聲、低噪聲、低噪聲、低噪聲、低噪聲、低噪聲的電源。

輸入到VREF輸入端的電壓沒有緩沖，直接驅動電容器數模轉換器ADS7843-Q1的（CDAC）部分。通常，輸入電流為13μA，VREF=2.7V，F采樣=125kHz。根據轉換的結果，該值將變化幾微安。參考電流隨轉換率和參考電壓的增加而減小。由于在時鐘周期內，每個時鐘周期的基準電流都不會很快減少。

在開關驅動器打開的情況下進行測量時，還有一個關于參考的關鍵項目。對于這個討論，考慮一下ADS7843-Q1的基本操作是很有用的，如圖12所示。這個特殊的應用程序顯示了用于數字化電阻式觸摸屏的設備。通過將X+輸入連接到ADC，打開Y+和Y-驅動器，將X+上的電壓數字化（如圖14所示），可以測量定點設備的當前Y位置。對于該測量，X+導線中的電阻不影響轉換（它確實會影響穩定時間，但電阻通常很小，因此不必擔心）。

然而，由于Y+和Y-之間的電阻相當低，Y驅動器的導通電阻確實會產生微小的差別。在目前概述的情況下，無論指針設備在觸摸屏上的哪個位置，都不可能實現0V輸入或全刻度輸入，因為內部開關會損失一些電壓。此外，內部開關電阻不太可能跟蹤觸摸屏的電阻，從而提供了額外的誤差源。這種情況可以補救，如圖15所示。通過將SER/DFR位設置為低，+REF和–REF輸入直接連接到Y+和Y–。這使得A/D轉換率成了一種計量方法。轉換的結果始終是外部電阻的百分比，而不管它與內部開關的導通電阻的關系如何變化。請注意，在使用比例工作模式時，有一個關于功耗的重要考慮因素，有關更多詳細信息，請參閱功耗部分。關于差分參考模式的最后一點，它必須與+VCC一起用作+REF電壓源，而不能與VREF一起使用。可以使用VREF上的高精度基準和單端參考模式進行無需比例計量的測量。或者，在某些情況下，可以直接從精密基準為轉換器供電。大多數參考可以為ADS7843-Q1提供足夠的電源，但它們可能無法為外部負載（如電阻式觸摸屏）提供足夠的電流。

數字接口

圖16顯示了ADS7843-Q1數字接口的典型操作。此圖假定數字信號源是具有基本串行接口的微控制器或數字信號處理器。處理器和轉換器之間的每次通信由八個時鐘周期組成。一個完整的轉換可以通過三個串行通信完成，在DCLK輸入上總共24個時鐘周期。

前8個時鐘周期用于通過DIN引腳提供控制字節。當轉換器有足夠的關于以下轉換的信息以適當地設置輸入多路復用器、開關和參考輸入時，轉換器進入采集（采樣）模式，如果需要，內部開關打開。再過三個時鐘周期，控制字節完成，轉換器進入轉換模式。此時，輸入采樣和保持進入保持模式，內部開關可能關閉。接下來的12個時鐘周期完成了實際的A/D轉換。如果轉換為比率（SER/DFR低），則在轉換過程中內部開關處于打開狀態。轉換結果的最后一位需要13個時鐘周期。還需要三個時鐘周期來完成最后一個字節（DOUT將很低）。這些將被轉換器忽略。

控制字節

有關控制字節中控制位的位置和順序，請參見圖16。表3和表4給出了有關這些的詳細信息一點點。那個第一位，即“S”位，必須始終為高，并指示控制字節的開始。ADS7843-Q1將忽略DIN引腳上的輸入，直到檢測到起始位。接下來的三個位（A2-A0）選擇輸入多路復用器的一個或多個激活的輸入通道（見表1、表2和圖13）。模式位決定每次轉換的位數，12位（低）或8位（高）。

SER/DFR位控制參考模式：單端（高）或差分（低）。（差分模式也稱為比率模式在單端模式下，轉換器的參考電壓總是VREF和GND引腳之間的差值。差分模式下，參考電壓是當前啟用的開關之間的差值。更多信息請參見表1和表2以及圖13至圖15。最后兩位（PD1-PD0）選擇斷電模式，如表5所示。如果兩個輸入都很高，則設備始終通電。如果兩個輸入都低，設備在轉換之間進入斷電模式。當一個新的轉換啟動時，設備將立即恢復正常運行，不需要延遲就可以讓設備通電，第一次轉換將有效。在那里有兩種斷電模式：一種是禁用PENIRQ，另一種是啟用PENIRQ。

每次轉換16個時鐘

轉換n+1的控制位可以與轉換“n”重疊，以允許每16個時鐘周期進行一次轉換，如圖17所示。此圖還顯示了處理器和轉換器之間每個字節傳輸之間可能與其他串行外圍設備發生的串行通信。

只要每次轉換在啟動后1.6毫秒內完成，這是可能的。否則，在輸入采樣和保持上捕獲的信號可能下降到足以影響轉換結果的程度。請注意，ADS7843-Q1是完全通電的，而其他串行通信正在進行轉換。

數字定時

圖19和表6提供了ADS7843-Q1數字接口的詳細時序。

數據格式

ADS7843-Q1的輸出數據采用直接二進制格式，如圖18所示。此圖顯示給定輸入電壓的理想輸出代碼，不包括偏移、增益或噪聲的影響。

8位轉換

ADS7843-Q1提供了一種8位轉換模式，可在需要更快的吞吐量且數字結果不那么關鍵時使用。通過切換到8位模式，轉換提前四個時鐘周期完成。這可以與提供12位傳輸的串行接口一起使用，或者可以通過三個8位傳輸來完成兩個轉換。這不僅使每個轉換縮短了4位（吞吐量提高了25%），而且每個轉換實際上都可以以更快的時鐘速率進行。這是因為ADS7843-Q1的內部穩定時間并沒有那么關鍵，要達到8位以上的穩定就足夠了。時鐘頻率可以快50%。更快的時鐘速率和更少的時鐘周期相結合，使轉換率提高了2倍。

功率損耗

ADS7843-Q1有兩種主要的電源模式：全功率（PD1-PD0=11B）和自動斷電（PD1-PD0=00B）。當以全速運行，每次轉換16個時鐘時（參見圖17），ADS7843-Q1將大部分時間用于獲取或轉換。幾乎沒有時間自動關機，假設此模式處于活動狀態。因此，全功率模式和自動斷電之間的差異可以忽略不計。如果只是通過降低DCLK輸入的頻率來降低轉換率，則兩種模式保持大致相等。然而，如果在轉換過程中，DCLK頻率保持在最大速率，但轉換的頻率很低，則兩種模式之間的差異是顯著的。

圖20顯示了降低DCLK頻率（“縮放”DCLK以匹配轉換率）或將DCLK保持在最高頻率和減少每秒轉換次數之間的區別。在后一種情況下，轉換器在斷電模式下的時間百分比會增加（假設自動斷電模式處于活動狀態）。

功耗的另一個重要考慮因素是轉換器的參考模式。在單端參考模式下，轉換器的內部開關只有在獲得模擬輸入電壓時才打開（見圖16）。因此，外部設備（例如電阻式觸摸屏）僅在采集期間通電。在差分參考模式下，外部設備必須在整個采集和轉換期間通電（見圖16）。如果轉換率很高，這會大大增加功耗。

布局

以下布局建議應提供ADS7843-Q1的最佳性能。然而，許多便攜式應用程序在功率、成本、尺寸和重量方面存在矛盾。一般來說，大多數便攜式設備都有相當“干凈”的電源和接地，因為大多數內部組件的功率非常低。這種情況將意味著較少的旁路轉換器的功率和較少的關注接地。不過，每種情況都是獨特的，以下建議應仔細審查。

為獲得最佳性能，應注意ADS7843-Q1電路的物理布局。基本的SAR結構對電源、基準、接地連接和數字輸入上的小故障或突然變化非常敏感，這些變化發生在鎖定模擬輸出之前比較器，所以，在“n位”SAR轉換器的任何單個轉換過程中，存在n個窗口，其中大的外部瞬態電壓很容易影響轉換結果。這種故障可能源于開關電源、附近的數字邏輯和大功率設備。數字輸出中的誤差程度取決于參考電壓、布局和外部事件的精確定時。如果外部事件相對于DCLK輸入隨時間變化，則錯誤可能會改變。

考慮到這一點，ADS7843-Q1的電源應該是干凈的，并且可以很好地繞過。0.1μF陶瓷旁路電容器應盡可能靠近裝置。如果+VCC和電源之間的連接阻抗很高，也可能需要1μF到10μF的電容器。同樣，應使用0.1μF繞過參考電容器。如果參考電壓源于運算放大器，確保它能驅動旁路電容器而不產生振蕩。ADS7843-Q1的吸力非常小平均來自基準的電流，但在短時間內（在轉換期間，在DCLK的每個上升沿上）對參考電路提出了更大的要求。

ADS7843-Q1結構對參考輸入沒有固有的噪聲或電壓變化抑制能力。當參考輸入與電源相連時，這一點尤其值得關注。來自電源的任何噪聲和紋波都將直接出現在數字結果中。雖然可以濾除高頻噪聲，但由于線路頻率（50Hz或60Hz）引起的電壓變化很難消除。

GND引腳應連接到干凈的接地點。在許多情況下，這將是“模擬”地面。避免太靠近微控制器或數字信號處理器接地點的連接。如果必要時，直接從轉換器到電源入口或蓄電池連接點進行接地追蹤。理想的布局將包括專用于轉換器和相關模擬電路的模擬接地層。

在使用電阻式觸摸屏的特定情況下，應注意轉換器和觸摸屏之間的連接。由于電阻式觸摸屏的電阻相當低，所以互連應盡可能短而堅固。較長的連接將是一個錯誤的來源，很像內部開關的導通電阻。同樣，當接觸電阻隨彎曲或振動而變化時，松動的連接可能是一個誤差源。

　　安芯科創是一家國內芯片代理和國外品牌分銷的綜合服務商,公司提供芯片ic選型、藍牙WIFI模組、進口芯片替換國產降成本等解決方案,可承接項目開發,以及元器件一站式采購服務,類型有運放芯片、電源芯片、MO芯片、藍牙芯片、MCU芯片、二極管、三極管、電阻、電容、連接器、電感、繼電器、晶振、藍牙模組、WI模組及各類模組等電子元器件銷售。（關于元器件價格請咨詢在線客服黃經理：15382911663）

　　代理分銷品牌有：ADI_亞德諾半導體/ALTBRA_阿爾特拉/BARROT_百瑞互聯/BORN_伯恩半導體/BROADCHIP_廣芯電子/COREBAI_芯佰微/DK_東科半導體/HDSC_華大半導體/holychip_芯圣/HUATECH_華泰/INFINEON_英飛凌/INTEL_英特爾/ISSI/LATTICE_萊迪思/maplesemi_美浦森/MICROCHIP_微芯/MS_瑞盟/NATION_國民技術/NEXPERIA_安世半導體/NXP_恩智浦/Panasonic_松下電器/RENESAS_瑞莎/SAMSUNG_三星/ST_意法半導體/TD_TECHCODE美國泰德半導體/TI_德州儀器/VISHAY_威世/XILINX_賽靈思/芯唐微電子等等

免責聲明：部分圖文來源網絡，文章內容僅供參考，不構成投資建議，若內容有誤或涉及侵權可聯系刪除。