原標(biāo)題：低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器FS511的特性、引腳功能和應(yīng)用分析

低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器FS511由富晶半導(dǎo)體推出，以下是對(duì)其特性、引腳功能和應(yīng)用的分析：

一、特性

1. 高精度：

• FS511具有18位轉(zhuǎn)換精度，線性誤差僅為+0.005%，能夠提供高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果。

2. 低功耗：

• 在5V工作電壓下，F(xiàn)S511的耗電僅為1.2mA，睡眠模式電流更是低至1μA，非常適合對(duì)功耗有嚴(yán)格要求的應(yīng)用場(chǎng)景。

3. 多濾波器集成：

• FS511內(nèi)部集成了運(yùn)算放大器、低通濾波器和數(shù)字濾波器，能夠?qū)斎胄盘?hào)進(jìn)行多次濾波，進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換精度。

4. 可編程性：

• 用戶可以通過配置內(nèi)部的控制寄存器，來調(diào)整A/D轉(zhuǎn)換頻率、輸出速率和A/D精度等參數(shù)，以滿足不同的應(yīng)用需求。

5. 寬工作電壓范圍：

• FS511的工作電壓范圍在4.5V至6V之間，提供了較大的電壓適應(yīng)性。

6. 內(nèi)置4MHz晶體振蕩器：

• 通過內(nèi)部時(shí)鐘電路，可以得到83.33KHz的時(shí)鐘信號(hào)，作為內(nèi)部△-∑ADC的轉(zhuǎn)換頻率。

二、引腳功能

FS511采用20引腳DIP或SOP封裝，各引腳功能如下：

1. VDD（12）：模擬電源正極，與5V直流電源相連，需連接一只0.1μF電容旁路至模擬地，并用一只10μF的電容并聯(lián)至模擬地。

2. VCC（14）：數(shù)字電源正極，連接一只0.1μF電容旁路至數(shù)字地，并用一只10μF電容并聯(lián)數(shù)字地。

3. XTAL0、XTAU（15、16）：連接4MHz晶體振蕩器，同時(shí)在晶體振蕩器兩端并聯(lián)一只1MΩ電阻。

4. CS、Stock、DI、DO/IROO（20、19、18、17）：模擬SPI總線與微處理器傳輸數(shù)據(jù)。其中，CS為片選，低電平有效；Stock為SPI時(shí)鐘輸入，可由外部輸入時(shí)鐘信號(hào)或通過微處理器模擬時(shí)鐘信號(hào)；DI為SH數(shù)據(jù)輸入，外部微處理器通過DI端口向FS511輸入初始化命令；DO/IRQO為SPI數(shù)據(jù)輸出或中斷請(qǐng)求輸出，當(dāng)FS511完成A/D轉(zhuǎn)換后，轉(zhuǎn)換結(jié)果通過DO輸出到外部微處理器。

5. OPP、OPN、OPO（5、4、3）：分別對(duì)應(yīng)FS511內(nèi)部集成的運(yùn)算放大器的正輸入、負(fù)輸入和運(yùn)算放大器輸出。外部模擬信號(hào)通過OPP、OPN以差分輸入FS511，再?gòu)腛PO單端輸出。

6. VRL、VRH（6、8）：內(nèi)部ADC模塊的正、負(fù)參考電壓，可由其內(nèi)部集成電源供電（1V），也可由外部電路供電。

7. FTE、FTC（1、2）：內(nèi)部集成的低通濾波器正、負(fù)端輸出，需并聯(lián)一只27nF的電容。

8. SGND（7）：信號(hào)地，其內(nèi)部集成的電源供電為0.5V，也可由外電路供電。

9. AGND（9）：模擬地，當(dāng)內(nèi)部寄存器ENVS置1時(shí)，AGND=2.5V。

10. VS（10）：內(nèi)部電壓源，當(dāng)內(nèi)部寄存器ENVS置1時(shí)，VS與VDD相連。

三、應(yīng)用分析

FS511具有高精度、低功耗、高性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn)，適用于要求精度高的應(yīng)用中，如：

1. 電子秤：

• FS511可以對(duì)電子秤中的重量信號(hào)進(jìn)行高精度采樣和轉(zhuǎn)換，確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2. 傳感器測(cè)量裝置：

• 在各種傳感器測(cè)量裝置中，F(xiàn)S511可以將傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析。

3. 高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：

• FS511可以應(yīng)用于高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，對(duì)多個(gè)通道的模擬信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣和轉(zhuǎn)換，為數(shù)據(jù)分析提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

例如，在一個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，力傳感器采集力信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，然后通過FS511進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果通過FS511的DO引腳傳輸至單片機(jī)做進(jìn)一步處理，最后通過串口送入PC機(jī)顯示轉(zhuǎn)換結(jié)果。在這個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中，F(xiàn)S511選用5V供電，配置ENVS=1，使得VS=VDD=5V?！?∑ADC選用外部參考電壓VRH-VRL=1V，VS向力傳感器（滿量程信號(hào)靈敏度為2mV/V）提供5V電壓。力傳感器輸出信號(hào)（SENA-SENB）范圍為0mV10mV，此信號(hào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于△-∑ADC的參考電壓1V。為獲得高轉(zhuǎn)換精度，應(yīng)放大傳感器輸出信號(hào)，使其接近參考電壓1V。力傳感器輸出信號(hào)SENA、SENB以差分形式輸入FS511，經(jīng)運(yùn)算放大器放大100倍后再?gòu)腛PO單端輸出。此時(shí)OPO輸出信號(hào)（即△-∑ADC的正端輸入信號(hào)）的變化范圍為0V1V，接近于△-∑ADC的參考電壓1V，從而使其能夠高精度轉(zhuǎn)換。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該應(yīng)用系統(tǒng)的測(cè)力精度高達(dá)0.01%。

綜上所述，低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器FS511憑借其高精度、低功耗和可編程性等特性，在多種應(yīng)用場(chǎng)景中都具有廣泛的應(yīng)用前景。