JAJSPC7B December   2022  – January 2025 ADS131B23

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特長
  3. 2 アプリケーション
  4. 3 概要
  5. 4 ピン構成および機能
  6. 5 仕様
    1. 5.1 絶対最大定格
    2. 5.2 ESD 定格
    3. 5.3 推奨動作条件
    4. 5.4 熱に関する情報
    5. 5.5 電気的特性
    6. 5.6 タイミング要件
    7. 5.7 スイッチング特性
    8. 5.8 タイミング図
    9. 5.9 代表的特性
  7. 6 パラメータ測定情報
    1. 6.1 オフセット ドリフトの測定
    2. 6.2 ゲイン ドリフトの測定
    3. 6.3 ノイズ性能
  8. 7 詳細説明
    1. 7.1 概要
    2. 7.2 機能ブロック図
    3. 7.3 機能説明
      1. 7.3.1 命名規則
      2. 7.3.2 高精度電圧リファレンス (REFA、REFB)
      3. 7.3.3 クロック (MCLK、OSCM、OSCD)
      4. 7.3.4 ADC1y
        1. 7.3.4.1 ADC1y 入力マルチプレクサ
        2. 7.3.4.2 ADC1y プログラマブル ゲイン アンプ
        3. 7.3.4.3 ADC1y ΔΣ 変調器
        4. 7.3.4.4 ADC1y、デジタル フィルタ
        5. 7.3.4.5 ADC1y オフセットおよびゲインの較正
        6. 7.3.4.6 ADC1y 変換データ
      5. 7.3.5 ADC2y
        1. 7.3.5.1 ADC2y 入力マルチプレクサ
        2. 7.3.5.2 ADC2y プログラマブル ゲイン アンプ (PGA)
        3. 7.3.5.3 ADC2y ΔΣ 変調器
        4. 7.3.5.4 ADC2y Digital Filter
        5. 7.3.5.5 ADC2y オフセットおよびゲインの較正
        6. 7.3.5.6 ADC2y シーケンサ
        7. 7.3.5.7 VCMy バッファ
        8. 7.3.5.8 ADC2y 測定構成
        9. 7.3.5.9 ADC2y 変換データ
      6. 7.3.6 汎用デジタル入出力 (GPIO0 ～ GPIO4)
        1. 7.3.6.1 GPIOx PWM 出力の構成
        2. 7.3.6.2 GPIOx PWM 入力読み戻し
      7. 7.3.7 汎用デジタル入出力 (GPIO0A、GPIO1A、GPIO0B、GPIO1B）
      8. 7.3.8 監視と診断
        1. 7.3.8.1  電源モニタ
        2. 7.3.8.2  クロック モニタ
        3. 7.3.8.3  デジタル モニタ
          1. 7.3.8.3.1 レジスタ マップの CRC
          2. 7.3.8.3.2 メモリ マップの CRC
          3. 7.3.8.3.3 GPIO 読み戻し
        4. 7.3.8.4  通信モニタ
        5. 7.3.8.5  故障フラグと故障マスキング
        6. 7.3.8.6  FAULT ピン
        7. 7.3.8.7  診断および診断手順
        8. 7.3.8.8  インディケータ
        9. 7.3.8.9  変換およびシーケンス・カウンタ
        10. 7.3.8.10 電源電圧のリードバック
        11. 7.3.8.11 温度 (TSA）
        12. 7.3.8.12 テスト DAC (TDACA、TDACB)
        13. 7.3.8.13 断線検出
        14. 7.3.8.14 ホスト検出および MHD ピンの消失
        15. 7.3.8.15 過電流コンパレータ (OCCA、OCCB)
          1. 7.3.8.15.1 OCCA および OCCB ピン
          2. 7.3.8.15.2 過電流インジケーションの応答時間
    4. 7.4 デバイスの機能モード
      1. 7.4.1 パワーアップとリセット
        1. 7.4.1.1 パワーオン リセット (POR)
        2. 7.4.1.2 RESETn ピン
        3. 7.4.1.3 RESET コマンド
      2. 7.4.2 動作モード
        1. 7.4.2.1 アクティブ モード
        2. 7.4.2.2 スタンバイ モード
        3. 7.4.2.3 パワーダウン モード
      3. 7.4.3 ADC 変換モード
        1. 7.4.3.1 ADC1y 変換モード
          1. 7.4.3.1.1 連続変換モード
          2. 7.4.3.1.2 シングルショット 変換 モード
          3. 7.4.3.1.3 グローバル チョップ モード
            1. 7.4.3.1.3.1 グローバル チョップ モードでの過電流表示の応答時間
        2. 7.4.3.2 ADC2y シーケンサの動作とシーケンス モード
          1. 7.4.3.2.1 連続シーケンス モード
          2. 7.4.3.2.2 シングルショット シーケンス モード
          3. 7.4.3.2.3 ADC1y 変換開始に基づく同期シングルショット シーケンス モード
    5. 7.5 プログラミング
      1. 7.5.1 シリアル インターフェイス
        1. 7.5.1.1 シリアル インターフェイス信号
          1. 7.5.1.1.1 チップの選択 (CSn)
          2. 7.5.1.1.2 シリアル データ クロック (SCLK)
          3. 7.5.1.1.3 シリアル データ入力 (SDI)
          4. 7.5.1.1.4 シリアル データ出力 (SDO)
          5. 7.5.1.1.5 データ レディ (DRDYn)
        2. 7.5.1.2 シリアル インターフェイス通信構造
          1. 7.5.1.2.1 SPI 通信フレーム
          2. 7.5.1.2.2 SPI 通信ワード
          3. 7.5.1.2.3 ステータス ワード
          4. 7.5.1.2.4 通信巡回冗長検査 (CRC)
          5. 7.5.1.2.5 コマンド
            1. 7.5.1.2.5.1 NULL (0000 0000 0000 0000b)
            2. 7.5.1.2.5.2 リセット (0000 0000 0001 0001b)
            3. 7.5.1.2.5.3 LOCK (0000 0101 0101 0101b)
            4. 7.5.1.2.5.4 ロック解除 (0000 0110 0101 0101b)
            5. 7.5.1.2.5.5 WREG (011a aaaa aa 0 0nnnb)
            6. 7.5.1.2.5.6 RREG (101a aaaa aaan nnnnb）
          6. 7.5.1.2.6 SCLK カウンタ
          7. 7.5.1.2.7 SPI タイムアウト
          8. 7.5.1.2.8 ADC1A、ADC1B、ADC2A の変換データを読み込む
          9. 7.5.1.2.9 DRDYn ピンの動作
  9. 8 レジスタ マップ
    1. 8.1 レジスタ
  10. 9 アプリケーションと実装
    1. 9.1 アプリケーション情報
      1. 9.1.1 未使用入出力
      2. 9.1.2 最小インターフェイス接続
    2. 9.2 代表的なアプリケーション
      1. 9.2.1 設計要件
      2. 9.2.2 詳細な設計手順
        1. 9.2.2.1 電流シャント測定
        2. 9.2.2.2 バッテリ パック電圧測定
        3. 9.2.2.3 シャント温度測定
      3. 9.2.3 アプリケーション曲線
    3. 9.3 電源に関する推奨事項
      1. 9.3.1 電源オプション
        1. 9.3.1.1 単一の非レギュレートされた外部 4V ～ 16V 電源 (3.3V デジタル I/O レベル)
        2. 9.3.1.2 単一のレギュレートされた外部 3.3V 電源 (3.3V デジタル IO レベル)
        3. 9.3.1.3 単一のレギュレートされた外部 5V 電源 (5V デジタル I/O レベル)
      2. 9.3.2 電源シーケンス
      3. 9.3.3 電源のデカップリング
    4. 9.4 レイアウト
      1. 9.4.1 レイアウトのガイドライン
      2. 9.4.2 レイアウト例
  11. 10デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 10.1 ドキュメントのサポート
      1. 10.1.1 関連資料
    2. 10.2 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    3. 10.3 サポート・リソース
    4. 10.4 商標
    5. 10.5 静電気放電に関する注意事項
    6. 10.6 用語集
  12. 11改訂履歴
  13. 12メカニカル、パッケージ、および注文情報

7.3.4.5 ADC1y オフセットおよびゲインの較正

ADC1y には、ユーザーがプログラム可能なオフセットおよびゲイン補正レジスタを使用して、オフセットとゲイン誤差を較正する機能があります。図 7-5 に示すように、24 ビットのオフセット補正値 (OCAL1y[23:0]) を変換データから減算してから、16 ビットのゲイン補正値 (GCAL1y[15:0]) で乗算します。出力データは最終的な分解能に丸められ、スケーリング動作後に +FS および -FS のコード値にクリッピングされます。オフセットおよびゲインの較正係数は、ADS131B23 のレジスタが揮発性であるため、デバイスの電源投入時またはリセット時に、外部の不揮発性メモリに保存し、オフセットおよびゲイン較正レジスタにプログラムする必要があります。

ADS131B23 較正のロジック ブロック図図 7-5 較正のロジック ブロック図

24ビットのオフセット較正値は2の補数形式で提供され、OCAL1y[23：0] ビットフィールドにプログラムされ、ADC1y_ocal_MSB レジスタと ADC1y_ocal_LSB レジスタの間にまたがっています。オフセット較正値の例を、表 7-9 に示します。オフセット較正値のLSBサイズは、式 6 で計算されます。

式 6. LSB size = (2 × VREFy) / (GAIN1y × 224)
表 7-4 オフセット較正値の例
OCAL1y[23：0] の値 オフセット補正を適用
000010h -16 LSB
000001h -1 LSB
FFFFFFh 1 LSB
FFFFF0h 16 LSB

16ビットのゲイン較正値は、2の補数形式で提供され、GCAL1y[15：0] ビットフィールドにプログラムされます。ゲイン較正値の 1 つの LSB は、1/216 = 0.000015 のゲイン補正係数に等しくなります。ゲイン較正値の例を、表 7-10 に示します。

表 7-5 ゲイン較正値の例
GCAL1y[15：0] の値 ゲイン補正を適用
7FFFh 1.499985
0001h 1.000015
0000h 1
FFFFh 0.999985
8000h 0.5

推奨される較正手順は次のとおりです。

  1. オフセットおよびゲイン較正レジスタを、それぞれOCAL1y[23：0]= 000000hおよびGCAL1y[15：0]= 0000hにプリセットします。
  2. 各入力マルチプレクサ設定 (MUX1y[1：0]= 10b) を使用して ADC1y 入力を内部で短絡するか、外部フィルタ段のオフセット誤差を含めてシステムレベルで入力を外部で短絡することでオフセット較正を実行します。複数の変換データを取得し、オフセット較正レジスタにデータの平均値を書き込みます。データを平均化すると、変換ノイズが減少し、較正精度が向上します。
  3. ADC1y 入力に較正信号を印加するか、システム レベルで印加してゲイン較正を行います。後者の場合は外部バッファ段のゲイン誤差も含まれます。出力コードのクリッピングを避けるため、フルスケール入力範囲よりも低い較正電圧を選択します。出力コードがクリッピングされると、較正が不正確になります。たとえば、ゲイン= 8を使用する場合は 150mV のキャリブレーション信号を使用します。複数の変換データを取得し、結果を平均化します。ゲインの較正値を計算するには、式 7 を使用します。
    式 7. Gain Calibration Value = (expected output code / actual output code)
    ゲイン= 8 を使用した 150mV の較正電圧について予想される出力コードは：(150mV/LSBサイズ) = 7AE148h、ここで、LSBサイズ=(2×1.25V)/(8×224)。たとえば、実際の測定出力コードが6FB587hの場合、ゲイン較正係数は1.1に計算されます。結果として、GCAL1y[15：0] ビットフィールドに書き込むゲイン較正値は次のとおりです。(1.1 – 1)/(1/216) = 199Ah。