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CS5531/32/33/34 16/24 位、超低噪声 PGIA 模数转换器特性斩波稳定增益可编程仪表放大器(1X~64X) - 6nV/√Hz @ 0.1Hz - 增益＞1 时输入电流 500pA ΔΣ模数转换器 - 线性误差：0.0007%FS - 无噪声分辨率：最大 23 位 2/4 个复用差分输入通道校准后可选输入范围： - 5mV ~ 5V VREF 输入可选：最大到模拟电源片内保护驱动输出缓冲器简单三线串行接口： - SPITM 和 MicrowireTM 兼容 - 用于串行时钟（SCLK）的施密特触发器每通道都有可读/写的校准寄存器可选的字速率：7.5Hz ~ 3,840Hz 电源配置： —VA+=+5V；VA-=0V；VD+=+3V~+5V —VA+=+2.5V；VA-=-2.5V；VD+=+3V~+5V VA+=+3V；VA-=-3V；VD+=+3V 概述 CS5531/32/33/34 是高集成度的ΔΣ模数转换器，由于运用了电荷平衡技术，其性能可以达到 16 位（CS5531/33）和 24 位（CS5532/34）。该系列 ADC 非常适合测量称重仪表、过程控制、科学和医疗等应用领域的单/双极性小信号。为了适应这些应用，该系列 ADC 有 2 通道（CS5531/32）或 4 通道（CS5533/34）可供选择，芯片内部有一个极低噪声的斩波稳定仪表放大器（6nV/√Hz @ 0.1Hz），其增益可选择为 1X、2X、4X、8X、16X、 32X。该系列 ADC 内部还有一个 4 阶的ΔΣ调制器，其后跟随一个数字滤波器，它能提供 10 种可供选择的输出字速率：7.5Hz、15Hz、30Hz、60Hz、120Hz、240Hz、 480Hz 、 960Hz 、 1.92kHz 及 3.84kHz （MCLK=4.9152MHz）。为了方便与微处理器之间的通讯，ADC 内部还有一个与 SPITM 和 MicrowireTM 兼容的三线串行接口，在串行时钟口（SCLK）有一个施密特触发器。高动态范围、可编程输出字速率和灵活的电源配置选项等优点，使得该系列 ADC 成为用于称重仪表和过程控制的理想产品。订货信息：见40页初级产品信息该文件包括了一个新产品的信息。 Cirrus Logic 公司在不予以通知的情况下保有对其进行修改的权利。 P.O. Box 17847, Austin, Texas 78760 (512) 445 7222 FAX: (512) 445 7581 http://www.cirrus.com http://www.crystal.com DS289PP3 2001-10 北高智科技有限公司地址：北京市蓟门里北乙11号烟树商务楼209室电话：010-62035761, 010-62029867 传真：010-62029867 网址：http://www.honestar.com 电邮：ht_beijing@honestar.com 上海办事处电话：021-54070988 成都办事处电话：028-5233569 深圳总公司电话：0755-3675118 电邮：sales@honestar.com

CS5531/32/33/34 目录 1. 特性与规格说明....................................................................................................................... 5 模拟特性......................................................................................................................................................... 5 典型 RMS 噪声(NV)，CS5531/32/33/34-AS ................................................................................................ 7 典型无噪声分辨率（BITS），CS5532/34-AS .............................................................................................. 7 典型的 RMS 噪声（NV），CS5532/34-BS ................................................................................................... 8 典型无噪声分辨率(BITS)，CS5532/34-BS.................................................................................................. 8 5V 数字特性 ................................................................................................................................................... 9 3V 数字特性 ................................................................................................................................................... 9 动态特性......................................................................................................................................................... 9 绝对最大额定值........................................................................................................................................... 10 开关特性....................................................................................................................................................... 11 2. 综述......................................................................................................................................... 13 2.1 模拟输入................................................................................................................................................ 13 2.1.1 模拟输入范围 ................................................................................................................................. 14 2.1.2 多路复用稳定时间限制 ................................................................................................................. 14 2.1.3 电压噪声密度性能 ......................................................................................................................... 14 2.1.4 无偏移 DAC.................................................................................................................................... 14 2.2 ADC 寄存器结构及操作模式................................................................................................................ 14 2.2.1 系统初始化 ..................................................................................................................................... 15 2.2.2 命令寄存器快速参考 ..................................................................................................................... 16 2.2.3 命令寄存器描述 ............................................................................................................................. 17 2.2.4 串行接口.......................................................................................................................................... 21 2.2.5 读/写片内寄存器............................................................................................................................. 22 2.2.6 设置通道设置寄存器(CSR)............................................................................................................ 22 2.2.7 通道设置寄存器描述 ...................................................................................................................... 23 2.3 配置寄存器............................................................................................................................................ 25 2.3.1 功耗................................................................................................................................................. 25 2.3.2 系统复位......................................................................................................................................... 25 2.3.3 输入短路......................................................................................................................................... 25 2.3.4 保护信号......................................................................................................................................... 25 2.3.5 参考电压选择 ................................................................................................................................. 25 2.3.6 输出锁存引脚 ................................................................................................................................. 26 2.3.7 配置寄存器描述 ............................................................................................................................. 27 2.4 校准........................................................................................................................................................ 28 2.4.1 校准寄存器..................................................................................................................................... 28 2.4.2 增益寄存器..................................................................................................................................... 29 2.4.3 偏移寄存器..................................................................................................................................... 29 2.4.4 执行校准......................................................................................................................................... 30 2.4.5 自校准............................................................................................................................................. 30 2.4.6 系统校准......................................................................................................................................... 30 2.4.7 校准技巧......................................................................................................................................... 30 2.4.8 校准范围限制 ................................................................................................................................. 31 2 DS289PP3

CS5531/32/33/34 2.5 执行转换................................................................................................................................................ 31 2.5.1 单次转换模式（MC=0）............................................................................................................... 31 2.5.2 连续转换模式（MC=1）............................................................................................................... 31 2.5.3 利用 CSR 进行转换和校准的例子................................................................................................ 31 2.6 转换输出编码........................................................................................................................................ 32 2.6.1 转换数据寄存器描述 ..................................................................................................................... 32 2.6.2 输出编码......................................................................................................................................... 33 2.7 数字滤波器............................................................................................................................................ 34 2.8 时钟发生器............................................................................................................................................ 34 2.9 电源配置................................................................................................................................................ 34 2.10 准备开始.............................................................................................................................................. 37 2.11 PCB 布线............................................................................................................................................... 37 3. 引脚描述................................................................................................................................. 38 时钟发生器............................................................................................................................................... 38 控制和串行输入/输出引脚...................................................................................................................... 38 测量和参考输入....................................................................................................................................... 39 电源连接................................................................................................................................................... 39 4. 术语解释................................................................................................................................. 40 5. 订货指南................................................................................................................................. 40 6. 封装图..................................................................................................................................... 41 DS289PP3 3

CS5531/32/33/34 附图图 1. SDI 写定时（未按比例）...................................................................................................................... 12 图 2. SDO 读定时（未按比例） .................................................................................................................... 12 图 3. 多路复用器配置.................................................................................................................................... 13 图 4. AIN+和 AIN-引脚的输入模式............................................................................................................... 14 图 5. 电压噪声密度测量 ................................................................................................................................ 14 图 6. CS5531/32/33/34 寄存器框图................................................................................................................ 15 图 7. 命令和数据字定时 ................................................................................................................................ 21 图 8. 保护信号屏蔽机制 ................................................................................................................................ 25 图 9. 输入参考电压模型（VRS=1） ............................................................................................................ 25 图 10. 输入参考电压模型（VRS=0） .......................................................................................................... 25 图 11. 自偏移校准 .......................................................................................................................................... 30 图 12. 自增益校准.......................................................................................................................................... 30 图 13. 系统偏移校准...................................................................................................................................... 30 图 14. 系统增益校准...................................................................................................................................... 30 图 15. 数字滤波器响应特性（字速率=60Hz） ........................................................................................... 34 图 16. CS5532 单+5V 供电配置图 ................................................................................................................. 35 图 17. CS5532 ±2.5V 模拟供电配置图 .......................................................................................................... 35 图 18. CS5532 ±3V 模拟供电配置图 ............................................................................................................. 36 图 19. 带有串联电阻的桥路 .......................................................................................................................... 36 附表表 1. 命令字指针表........................................................................................................................................ 31 表 2. 16 位 CS5531/33 和 24 位 CS5532/34 输出编码 .................................................................................. 33 表 3. 滤波器陷波衰减.................................................................................................................................... 34 4 DS289PP3

CS5531/32/33/34 1. 特性与规格说明模拟特性（TA=25℃；VA+，VD+=5V±5%；VREF+=5V；VA-，VREF-，DGND=0V；MCLK=4.9152MHz；OWR （输出字速率）=60Hz；双极性模式；增益=32；见注释 1、2）参数准确度线性误差无漏码双极性偏移单极性偏移偏移漂移增益=1 增益=2,4,8,16,32,64 偏移漂移 /1000 小时双极性满量程误差单极性满量程误差满量程漂移满量程漂移 /1000 小时参数 CS5531-AS/CS5533-AS 最小值典型值最大值单位 (注释 3) (注释 3) (注释 3,4) (注释 4) - 16 - - - - - - - - - ±0.0015 - ±1 ±2 TBD DRIFT TBD ±8 ±16 1 TBD ±0.003 - ±2 ±4 - - - ±31 ±62 3 - %FS Bits LSB16 LSB16 nV/℃ nV/℃ ppm ppm ppm ppm/℃ ppm CS5532-AS/CS5534-AS 最小值典型值最大值最小值典型值最大值单位 CS5532-BS/CS5534-BS ±0.003 ±0.0007 ±0.0015 ±0.0015 准确度线性误差无漏码 (注释 3) 双极性偏移单极性偏移 (注释 3) 偏移漂移增益=1 (注释 3, 4) 增益=2,4,8,16,32,64 偏移漂移 /1000 小时双极性满量程误差单极性满量程误差满量程漂移满量程漂移 /1000 小时注释：1. 本说明适用于系统校准后，应用温度范围为-40 ~+85℃ - ±16 ±32 TBD DRIFT TBD ±8 ±16 1 - 24 - - - - - - - - - (注释 4) TBD - ±32 ±64 - - - ±31 ±62 3 - ℃。 - 24 - - - - - - - - - - ±16 ±32 TBD DRIFT TBD ±8 ±16 1 TBD - ±32 ±64 - - - ±31 ±62 3 - %FS Bits LSB24 LSB24 nV/℃ nV/℃ ppm ppm ppm ppm/℃ ppm 2. 本说明由设计、特征和测试保证。对 CS5531/33 LSB 为 16 位、对 CS5532/34 LSB 为 24 位。 3. 偏移漂移由增益设置决定，偏移漂移 DRIFT 为(TBD nV/ )/G℃ ，其中 G 为放大器的增益。本说明只适用于芯片本身，而不包括任何外部杂散热电偶的影响。 4. 漂移在规定温度内，25℃加电校准后。 DS289PP3 5

CS5531/32/33/34 模拟特性（续）（见注释 1、2）参数模拟输入双/单极性模式下 AIN+或 AIN-上的共模+信号增益=1 增益=2,4,8,16,32,64 增益=2,4,8,16,32,64 AIN+或 AIN-上的 CVF 电流增益=1 输入电流漂移关闭时复用器的输入泄漏开路检测电流共模抑制 dc 50,60Hz 输入电容保护驱动输出参考电压输入范围 (VREF+) - (VREF-) CVF 电流共模抑制 dc 50,60Hz 输入电容系统校准特性满量程校准范围双/单极性模式偏移校准范围双/单极性模式 (注释 5) (注释 5) 最小值典型值最大值单位 VA- VA-+0.7 - - - - 100 - - - - 1 - - - 11 - - - - 100 500 TBD TBD 300 120 120 60 TBD 2.5 100 120 120 - VA+ VA+ -1.7 - - - - - - - - - (VA+) - (VA-) - - - 22 TBD TBD - - V V nA pA pA/℃ pA nA dB dB pF µA V nA dB dB pF %FS %FS 参数 CS5531/32/33/34-AS 最小值典型值最大值最小值典型值最大值 CS5532/34-BS 电源直流电源电流（常规模式） IA+ 1x 2x-64x ID+ 功耗常规模式 1x 2x-64x 待机状态休眠状态电源抑制 DC+ DC- 注释：5. 参见数据手册中关于输入模型的讨论。 (注释 6) - - - - - - - - - 6. 所有输出空载，所有输入为 CMOS 电平。 TBD TBD TBD TBD TBD TBD TBD 120 120 TBD TBD TBD 30 30 - - - - - - - - - - - - - TBD TBD TBD TBD TBD TBD TBD 120 120 7 14 1.5 40 70 - - - - 单位 mA mA mA mW mW mW µW dB dB 6 DS289PP3

CS5531/32/33/34 典型 RMS 噪声(nV)，CS5531/32/33/34-AS (见注释 7、8) 输出字速率 -3dB 滤波器频率(Hz) (Hz) 7.5 15 30 60 120 240 480 960 1920 3840 X16 19 27 39 54 77 276 392 554 964 5390 注释：7. 宽带噪声混入基带，和输入有关，典型值在 25℃测得。 8. 对所有满量程范围和输出字速率，峰-峰噪声乘以 6.6。 X64 17 24 34 48 68 115 163 229 344 1390 X32 17 25 35 49 70 160 230 321 523 2710 1.94 3.88 7.75 15.5 31 62 122 230 390 780 典型无噪声分辨率（BITS），CS5532/34-AS (见注释 9) 输出字速率(Hz) -3dB 滤波器频率(Hz) 仪表放大器增益 X8 26 36 51 72 102 527 748 1060 1840 10800 X4 42 59 84 118 167 1040 1480 2090 3650 21500 X2 79 111 157 222 314 2070 2950 4170 7290 43000 X1 155 218 308 436 616 4150 5890 8340 14600 86100 仪表放大器增益 7.5 15 30 60 120 240 480 960 1920 3840 1.94 3.88 7.75 15.5 31 62 122 230 390 780 X64 19 19 18 18 17 16 16 15 15 13 X32 20 20 19 19 18 17 17 16 15 13 X16 21 21 20 20 19 17 17 16 15 13 X8 22 21 21 20 20 17 17 16 15 13 X4 22 21 21 20 20 17 17 16 15 13 X2 22 22 21 21 20 17 17 16 15 13 X1 22 22 21 21 20 17 17 16 15 13 注释：9. 无噪声分辨率舍入到最近的比特数为 LOG((2x 输入范围)/(6.6xRMS 噪声))/LOG(2)，其中输入范围由数据手册上的模拟输入范围部分计算出来。规格如有变更，恕不另行通知。 DS289PP3 7

CS5531/32/33/34 典型的 RMS 噪声（nV），CS5532/34-BS (见注释 10，11) 输出字速率（Hz） 7.5 15 30 60 120 240 480 960 1920 3840 -3dB 滤波器频率(Hz) 1.94 3.88 7.75 15.5 31 62 122 230 390 780 X64 8.5 12 17 24 34 80 113 159 260 1360 X32 9 13 18 25 36 136 194 274 470 2690 X16 10 15 21 29 42 260 369 523 912 5380 放大器增益 X8 15 21 30 42 59 514 730 1030 1810 10800 X4 26 37 52 73 103 1020 1450 2060 3620 21500 X2 50 70 99 140 198 2050 2900 4110 7230 43000 X1 99 139 196 277 392 4090 5810 8230 14500 86000 注释：10. 宽带噪声混入基带，和输入有关，典型值在 25℃测得。 11. 对所有满量程范围和输出字速率，峰-峰噪声乘以 6.6。典型无噪声分辨率(BITS)，CS5532/34-BS (见注释 12，13) 输出字速率 (Hz) 7.5 15 30 60 120 240 480 960 1920 3840 -3dB 滤波器频率(Hz) 1.94 3.88 7.75 15.5 31 62 122 230 390 780 X64 20 20 19 19 18 17 17 16 16 13 X32 21 21 20 20 19 17 17 16 16 13 X16 22 22 21 21 20 18 17 17 16 13 放大器增益 X8 23 22 22 21 21 18 17 17 16 13 X4 23 22 22 21 21 18 17 17 16 13 X2 23 22 22 21 21 18 17 17 16 13 X1 23 22 22 21 21 18 17 17 16 13 注释：12. 无噪声分辨率舍入到最近的比特数为 LOG((2x 输入范围)/(6.6xRMS 噪声))/LOG(2)，其中输入范围由数据手册上的模拟输入范围部分计算出来。 13. 注意，-B 器件提供了最好的噪声特性。规格如有变更，恕不另行通知。 8 DS289PP3

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