探索ADC0831-N/ADC0832-N/ADC0834-N/ADC0838-N 8位串行I/O A/D转换器

在电子设计领域，A/D转换器是连接模拟世界和数字世界的桥梁。德州仪器（TI）的ADC0831-N、ADC0832-N、ADC0834-N和ADC0838-N系列8位串行I/O A/D转换器，凭借其独特的特性和广泛的应用场景，成为了工程师们的得力助手。今天，我们就来深入了解一下这些转换器。

文件下载：adc0834-n.pdf

关键特性与规格

基本性能

这些转换器具有8位分辨率，能够提供较为精确的模拟到数字的转换。总未调整误差方面，不同型号有所差异，如ADC0838BCV为±1/2 LSB（最大），而ADC0838CCV等则为±1 LSB。转换时间仅需32 μs，能够快速完成转换任务。

电源与功耗

采用单5V直流电源供电，功耗低至15 mW，这对于一些对功耗要求较高的应用场景来说非常友好。而且，它们可以与所有微处理器轻松接口，甚至可以“独立”运行，操作灵活。

输入与参考

输入范围为0V至5V，支持2、4或8通道多路复用器选项，通过地址逻辑进行配置。参考输入电阻有一定的范围要求，典型值为3.5 kΩ，能够适应不同的应用需求。

详细描述

多路复用器选项

这些转换器提供了丰富的多路复用器选项，可以软件配置为单端或差分输入，以及通道分配。差分输入可以增加共模抑制能力，还能抵消模拟零输入电压值。同时，电压参考输入可以调整，以实现对较小模拟电压跨度的全8位分辨率编码。

封装形式

提供了多种封装形式，如8、14或20引脚的PDIP封装，以及20引脚的PLCC封装（仅ADC0838-N）和SOIC封装，方便不同应用场景的选择。

电气特性分析

转换器与多路复用器特性

在特定条件下（$V{CC}=V{+}=V{REF}=5 ~V$ ，$V{REF} ≤V{CC}+0.1 ~V$ ，$T{A}=T{j}=25^{circ} C$ ，$f{CLK}=250$ kHz），对转换器和多路复用器的各项特性进行了详细规定。例如，最小参考输入电阻为1.3 kΩ，最大为5.9 kΩ；最大共模输入范围为$V_{CC} +0.05$ V，最小为GND -0.05 V等。

数字与直流特性

逻辑输入和输出的电压、电流等特性也有明确的规格。例如，逻辑“1”输入电压（最小）为2.0V，逻辑“0”输入电压（最大）为0.8V等。这些特性确保了转换器与其他数字电路的兼容性。

交流特性

包括时钟频率、转换时间、时钟占空比等参数。时钟频率范围为10 kHz至400 kHz，转换时间不包括MUX寻址时间，时钟占空比在40%至60%之间能确保在所有时钟频率下正常工作。

功能描述与操作流程

多路复用器寻址

在转换开始前，通过MUX寻址序列来分配特定的输入配置。MUX地址通过DI线移入转换器，不同型号的寻址方式有所不同。例如，ADC0831-N由于只有一个固定极性的差分输入通道，不需要寻址；而ADC0838-N的公共输入线可以用作伪差分输入。

数字接口操作

转换过程由拉低CS（芯片选择）线启动，处理器生成时钟信号并输出到A/D时钟输入。在时钟的上升沿，DI线的状态被时钟输入到MUX地址移位寄存器。当开始位被移入MUX寄存器的起始位置时，输入通道被分配，转换即将开始。转换完成后，数据通过DO线输出。

参考考虑

参考输入电压定义了模拟输入的电压跨度，转换器可用于比例应用或需要绝对精度的系统。参考引脚必须连接到能够驱动参考输入电阻的电压源，通常为3.5 kΩ。

应用与注意事项

应用场景

这些转换器在许多领域都有广泛的应用，如温度传感器、电流数字化、远程传感等。例如，在低功耗远程温度传感器中，它们可以将温度传感器的模拟信号转换为数字信号，通过串行接口传输到处理器。

注意事项

在使用过程中，需要注意一些问题。例如，当输入信号有噪声或存在较大共模电压时，差分输入可以减少共模输入噪声的影响，但要注意时钟频率和共模信号频率的关系，以避免转换误差。同时，输入源电阻应尽量小于1 kΩ，以减少DC泄漏电流引起的误差。

总结

ADC0831-N、ADC0832-N、ADC0834-N和ADC0838-N系列8位串行I/O A/D转换器以其丰富的特性、灵活的配置和广泛的应用场景，为电子工程师提供了一个强大的工具。在实际设计中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择型号和配置参数，以充分发挥这些转换器的优势。你在使用这些转换器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。