TLA2021 12位1通道Δ-Σ ADC技术手册-电子发烧友网

TLA2021、TLA2022和TLA2024器件（TLA202x）是易于使用、低功耗、12 位 Δ-Σ （ΔΣ）模数转换器（ADC），适用于任何类型的系统监控应用（例如电源或电池电压监控、电流检测或温度测量）。TLA2021和TLA2022采用超小型、无引脚、10引脚X2QFN封装，是单通道ADC，而TLA2024则具有灵活的输入多路复用器（MUX），具有两个差分或四个单端输入测量选项。
*附件：tla2021.pdf

TLA202x 集成了基准电压源和振荡器。此外，TLA2022和TLA2024包括一个可编程增益放大器（PGA），其可选输入范围为±256 mV至±6.144 V，可实现大信号和小信号测量。

TLA202x 通过 I 进行通信^2^C 兼容接口，并在连续或单次转换模式下运行。在单次转换模式下，器件在一次转换后自动断电，从而显着降低空闲期间的功耗。

所有这些功能以及宽工作电源电压范围使 TLA202x 适用于功率和空间受限的系统监控应用。

特性

业界成本最低的12位Delta-Sigma ADC
超小型 X2QFN 封装：2 mm × 1.5 mm
高度集成：
- 4 个单端或 2 个差分输入使TLA2024成为业界最高的通道密度 ADC（每通道 0.75 mm²）
- PGA（仅限TLA2022和TLA2024）
- 电压基准
- 振荡器
低电流消耗：150 μA
宽电源范围：2 V 至 5.5 V
可编程数据速率：128 SPS至3.3 kSPS
我^2^C™ 兼容接口：
- 支持标准模式和快速模式
- 三个引脚可选的 I^2^C 地址
工作温度范围：–40°C 至 +85°C

参数

方框图

TLA202x 系列（TLA2021、TLA2022、TLA2024）是低成本、超小尺寸的 12 位 ΔΣ 模数转换器（ADC），专为系统监控应用设计，核心差异在于输入通道数和是否集成 PGA，均采用 I2C 接口，兼具低功耗与小封装优势。

核心参数与特性

性能规格 ：12 位无失码分辨率，数据速率可编程（128 SPS-3.3 kSPS），积分非线性（INL）典型值 1 LSB，增益误差 0.05%，电源抑制比（PSRR）85 dB，共模抑制比（CMRR）90 dB。
供电与功耗 ：供电电压范围 2V-5.5V，工作电流典型值 150µA，掉电电流低至 0.5µA，单触发模式转换后自动掉电节能。
通道与输入 ：TLA2021/2022 为单通道（1 路差分 / 单端），TLA2024 支持 2 路差分或 4 路单端输入；TLA2022/2024 集成 PGA，满量程范围（FSR）可编程 ±0.256V 至 ±6.144V，TLA2021 固定 FSR ±2.048V。
接口与地址 ：I2C 兼容接口，支持标准模式（100 kHz）和快速模式（400 kHz）；通过 ADDR 引脚可选择 3 种不同 I2C 地址，支持多器件级联。
封装与环境 ：10 引脚 1.5mm×2.0mm X2QFN 超小封装，工作温度范围 -40°C 至 +85°C，ESD 防护等级 HBM ±2000V、CDM ±500V。

关键功能说明

工作模式 ：支持连续转换和单触发转换模式，单触发模式下转换完成后自动进入掉电状态，适合低功耗周期性测量场景。
信号处理 ：内置电压基准和 1MHz 振荡器，无需外部时钟；ΔΣ 调制器搭配数字滤波器，单周期建立，有效抑制共模噪声。
输入配置 ：TLA2024 通过多路选择器（MUX）灵活配置输入方式，单端输入时负端可内部接地或接 AIN3；模拟输入具备 ESD 保护，支持 0V 至 VDD 绝对输入电压范围。
数据格式与寄存器 ：转换结果为 12 位二进制补码，左对齐于 16 位数据字；通过配置寄存器设置输入通道、PGA 量程、数据率和工作模式，支持 I2C 通用呼叫复位。
超时与容错 ：I2C 接口具备 25ms 超时复位功能，可恢复中断的串行通信。

典型应用场景

适用于个人电子设备（电视、平板、可穿戴设备、无人机）、家居厨房电器、楼宇自动化（暖通空调、烟雾探测器）、电池电压 / 电流监测、温度传感，以及电池供电的便携式仪器等系统监控场景。

应用设计要点

电源与去耦 ：VDD 引脚需配置至少 0.1µF 低 ESR 陶瓷去耦电容，且靠近引脚放置，减少电源噪声耦合。
布局建议 ：分离模拟与数字信号路径，模拟输入 traces 尽量短且远离数字电路；未使用的模拟输入可悬空或接地，数字引脚避免悬空。
接口配置 ：I2C 总线的 SDA 和 SCL 引脚需外接 1kΩ-10kΩ 上拉电阻，电阻值根据总线速度和电容选择；多器件级联时通过 ADDR 引脚分配唯一地址。
输入滤波 ：建议在模拟输入端配置一阶 RC 滤波器，抑制混叠和外部噪声，差分滤波电容需大于共模滤波电容 10 倍以上，减少共模噪声转换。