MCP3201中文

2007MicrochipTechnologyInc.DS21290D_CN第1页MCP3201特性•12位分辨率•±1LSBDNL（昀大值）•±1LSBINL（昀大值）（MCP3201-B）•±2LSBINL（昀大值）（MCP3201-C）•片上采样和保持电路•SPI串行接口（模式0,0和模式1,1）•单电源供电的电压范围：2.7V至5.5V•在VDD=5V时，昀大采样速率为100ksps•在VDD=2.7V时，昀大采样速率为50ksps•低功耗CMOS技术•500nA典型待机电流，昀大2µA。•5V时，工作电流昀大为400µA•工业级温度范围：-40°C到+85°C•8引脚MSOP、PDIP、SOIC和TSSOP封装形式应用•传感器接口•过程控制•数据采集•电池供电系统说明Microchip的MCP3201是一款带有片上采样和保持电路的逐次逼近的12位模数（Analog-to-Digital，A/D）转换器。该器件提供一个伪差分输入通道。差分非线性（DifferentialNonlinearity，DNL）被指定为±1LSB，而积分非线性（IntegralNonlinearity，INL）为±1LSB（MCP3201-B）和±2LSB（MCP3201-C）。它使用符合SPI协议的简单串行接口与器件通信。在时钟速率为1.6MHz时，器件的采样速率昀高为100ksps。MCP3201器件的工作电压范围很宽为2.7V—5.5V。低电流设计使它能够分别提供仅500nA和300µA的典型待机电流和典型工作电流。该器件以8引脚MSOP、PDIP、TSSOP和150milSOIC封装形式提供。封装类型功能框图VREFIN+INVSSVDDCLKDOUTCS/SHDN12348765MSOP、PDIP、SOIC和TSSOPMCP3201比较器采样和保持12位SARDAC控制逻辑CS/SHDNVREFIN+IN-VSSVDDCLKDOUT移位寄存器带SPI串行接口的2.7V，12位A/D转换器21290d.bookPage1Wednesday,May9,20071:58PMMCP3201DS21290D_CN第2页2007MicrochipTechnologyInc.1.0电气特性1.1昀大额定值*VDD.........................................................................7.0V所有输入和输出相对于VSS的电压.-0.6V至VDD+0.6V储存温度............................................-65°C至+150°C通电时的环境温度.............................-65°C至+125°C所有引脚上的ESD保护（HBM）......................4kV*注：如果器件工作条件超过上述“昀大额定值”，可能会对器件造成永久性损坏。上述值仅为运行条件极大值，我们不建议器件在该条件下或该规范规定的范围以外运行。长时间在昀大额定值条件下工作会影响器件的稳定性。引脚功能表名称功能VDD+2.7V至5.5V电源VSS地IN+模拟输入正向端IN-模拟输入负向端CLK串行时钟DOUT串行数据输出CS/SHDN片选/关断输入VREF参考电压输入电气特性除非另外声明，否则所有参数均适用于以下条件：VDD=5V，VSS=0V，VREF=5V，TAMB=-40°C至+85°C，fSAMPLE=100ksps且fCLK=16*fSAMPLE。参数符号昀小值典型值昀大值单位条件转换速率：转换时间tCONV－－12时钟周期模拟输入采样时间tSAMPLE1.5时钟周期吞吐率fSAMPLE－－10050kspskspsVDD=VREF=5VVDD=VREF=2.7VDC精度：分辨率12位积分非线性误差INL－－±0.75±1±1±2LSBLSBMCP3201-BMCP3201-C差分非线性误差DNL－±0.5±1LSB温度变化时不丢失编码失调误差－±1.25±3LSB增益误差－±1.25±5LSB动态性能：总谐波失真THD－-82－dBVIN=0.1V至4.9V@1kHz信噪比和失真（SINAD）SINAD－72－dBVIN=0.1V至4.9V@1kHz无失真动态范围SFDR－86－dBVIN=0.1V至4.9V@1kHz参考输入：电压范围0.25－VDDV注2漏电流－－100.0011503µAµACS=VDD=5V模拟输入：输入电压范围（IN+）IN+IN-－VREF+IN-V输入电压范围（IN-）IN-VSS-100VSS+100mV泄漏电流－0.001－µA开关电阻RSS－1K－W见图4-1采样电容CSAMPLE－20－pF见图4-1注1：此参数是周期性采样得到的，并未经过100%测试。2：请参见VREF电平的线性性能曲线。3：由于采样电容昀终会释放电荷，因此低于10kHz的有效时钟速率可能会影响线性性能，尤其是在温度升高额情况下。更多信息请参见第6.2节。21290d.bookPage2Wednesday,May9,20071:58PM2007MicrochipTechnologyInc.DS21290D_CN第3页MCP3201数字输入/输出：数据编码格式标准二进制高电平输入电压VIH0.7VDD－－V低电平输入电压VIL－－0.3VDDV高电平输出电压VOH4.1－－VIOH=-1mA，VDD=4.5V低电平输出电压VOL－－0.4VIOL=1mA，VDD=4.5V输入泄漏电流ILI-10－10µAVIN=VSS或VDD输出泄漏电流ILO-10－10µAVOUT=VSS或VDD引脚电容（所有输入/输出引脚）CIN,Cout－－10pFVDD=5.0V（注1）TAMB=25，f=1MHz时序参数：时钟频率fCLK－－－－1.60.8MHzMHzVDD=5V（注3）VDD=2.7V（注3）时钟高电平时间tHI312－－ns时钟低电平时间tLO312－－nsCS下降至CLK出现第一个上升沿的时间tSUCS100－－nsCLK下降至输出数据有效的时间tDO－－200ns见测试电路图1-2CLK下降至输出使能的时间tEN－－200ns见测试电路图1-2CS上升至输出禁止的时间tDIS－－100ns见测试电路图1-2（注1）CS禁止时间tCSH625－－nsDout上升时间tR－－100ns见测试电路图1-2（注1）Dout下降时间tF－－100ns见测试电路图1-2（注1）电源要求：工作电压VDD2.7－5.5V工作电流IDD－－300210400－µAµAVDD=5.0V，DOUT空载VDD=2.7V，DOUT空载待机电流IDDS－0.52µACS=VDD=5.0V温度范围：规定的温度范围TA-40－+85°C工作温度范围TA-40－+85°C存储温度范围TA-65－+150°C封装热阻：热阻，8L-PDIPqJA－85－°C/W热阻，8L-SOICqJA－163－°C/W热阻，8L-MSOPqJA－206－°C/W热阻，8L-TSSOPqJA－124－°C/W电气特性（续）除非另外声明，否则所有参数均适用于以下条件：VDD=5V，VSS=0V，VREF=5V，TAMB=-40°C至+85°C，fSAMPLE=100ksps且fCLK=16*fSAMPLE。参数符号昀小值典型值昀大值单位条件注1：此参数是周期性采样得到的，并未经过100%测试。2：请参见VREF电平的线性性能曲线。3：由于采样电容昀终会释放电荷，因此低于10kHz的有效时钟速率可能会影响线性性能，尤其是在温度升高额情况下。更多信息请参见第6.2节。21290d.bookPage3Wednesday,May9,20071:58PMMCP3201DS21290D_CN第4页2007MicrochipTechnologyInc.图1-1：串行时序图1-2：测试电路CSCLKtSUCStCSHtHItLODOUTtENtDOtRtFLSBMSB输出tDIS空位HI-ZHI-ZVIHtDISCSDOUT波形1*DOUT波形290%10%*波形1是内部条件将输出设定为高电平时的输出波形，除非禁止输出。†波形2是内部条件将输出设置为低电平时的输出波形，除非禁止输出。tDIS的电压波形测试点1.4VDOUTtR,tF和tDO的负载电路3kΩCL=30pF测试点DOUTtDIS和tEN的负载电路3kΩ30pFtDIS波形2tDIS波形1CSCLKDOUTtEN12B9tEN的电压波形tEN波形VDDVDD/2VSS34DOUTtRtR和tF的电压波形CLKDOUTtDOtDO的电压波形tFVOHVOL21290d.bookPage4Wednesday,May9,20071:58PM2007MicrochipTechnologyInc.DS21290D_CN第5页MCP32012.0典型性能特性注：除非另外声明，否则工作条件如下：VDD=VREF=5V，VSS=0V，fSAMPLE=100ksps，fCLK=16*fSAMPLE且TA=25°C图2-1：积分非线性误差（INL）—采样速率关系曲线图2-2：积分非线性误差（INL）—VREF关系曲线图2-3：积分非线性误差（INL）—编码关系曲线（典型部分）图2-4：积分非线性误差（INL）—采样速率关系曲线（VDD=2.7V）图2-5：积分非线性误差（INL）—VREF关系曲线（VDD=2.7V）图2-6：积分非线性误差（INL）—编码关系曲线（典型部分，VDD=2.7V）注：以下图表来自有限数量样本的统计结果，仅供参考。所列出的性能特性未经测试，不做任何保证。一些图表中列出的数据可能超出规定的工作范围（例如，超出了规定的电源电压范围），因此不在担保范围内。-1.0-0.8-0.6-0.4-0.20.00.20.40.60.81.00255075100125150SampleRate(ksps)INL(LSB)PositiveINLNegativeINL-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.01.52.0012345VREF(V)INL(LSB)PositiveINLNegativeINL-1.0-0.8-0.6-0.4-0.20.00.20.40.60.81.005121024153620482560307235844096DigitalCodeINL(LSB)-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.01.52.0020406080100SampleRate(ksps)INL(LSB)VDD=VREF=2.7VPositiveINLNegativeINL-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.01.52.00.00.51.01.52.02.53.0VREF(V)INL(LSB)PositiveINLNegativeINLVDD=2.7VFSAMPLE=50ksps-1.0-0.8-0.6-0.4-0.20.00.20.40.60.81.005121024153620482560307235844096DigitalCodeINL(LSB)VDD=VREF=2.7VFSAMPLE=50ksps21290d.bookPage5Wednesday,May9,20071:58PMMCP3201DS21290D_CN第6页2007MicrochipTechnologyInc.注：除非另外声明，否则工作条件如下：VDD=VREF=5V，VSS=0V，fSAMPLE=100ksps，fCLK=16*fSAMPLE和TA=25°C图2-7：积分非线性误差（INL）—温度关系曲线图2-8：微分非线性误差（DNL）—采样速率关系曲线图2-9：微分非线性误差（DNL）—VREF关系曲线图2-10：积分非线性误差（INL）—温度关系曲线（VDD=2.7V）图2-11：差分非线性误差