目前，许多工业制造商在制造高端产品时似乎有点“巧妇难为无米之炊”，由于大部分性价比较高的全是24位Δ-Σ ADC，即使想提高精度，也只能在不同厂家的24位Δ-Σ ADC中挑选，选择一些温漂较低的有效位置(ENOB)高、高精度的基准，尽量靠近24位，但实际上都离不开24位的结构。更致命的问题是:24位ADC，真正的精度不到24位，特别是累积原理Δ-Σ ADC。更致命的问题是:24位ADC，真正的精度不到24位，特别是累积原理Δ-Σ ADC。我们来看看一些典型的案例。

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PLC系统发展至今，其中ADC位数从10位到20位不等，16位ADC目前应用最多的是24位ADC已经是高位数了。PLC石油勘探等应用对温度控制有更高的要求，温范围内分辨率较高，目前为24位ADC往往不够。

另一个例子是测量高精度测量，如黄金和珠宝的重量。即使有毫克的差异，也会带来经济损失，因此需要超过24位ADC。

工业现场使用的各种收集板卡和系统需要在长期工作环境中收集数据，需要两种稳定性：温度稳定性和长期工作稳定性。在设备层面实施这两种稳定性要求，对芯片的温度漂移提出了较高的要求，即低温漂移的稳定性ADC发展很重要。

工业设备的小型化和集成化趋势也给芯片带来了同样的挑战ADC需要包括输入输出、基准、晶体振动，而在使用环境恶劣的工业场所，设备往往需要诊断功能。

“Duang”不出的成功

工业界的这些需求，都让ADC厂商“压力山大”，德州仪器作为全球模拟器件的领导者(TI)站起来，最新推出的32位精密Δ-Σ ADC ADS1262和ADS解决了上述问题，不仅使自己破茧成蝶，还帮助工业客户突破技术瓶颈，争夺工业4.0大蛋糕。近日，TI模拟产品业务发展经理朱文斌先生来到北京，向记者详细介绍了新产品的技术优势。

“总的来说，24位ADC基本饱和，需要饱和ADC在结构和精度上有所突破。TI新产品不是‘Duang’它是基于ADS1220、ADS在1248等产品的基础上，延续其优势，满足客户产品路线和工业4.0对实时、高速、高精度、小型化的要求。保证新产品TI在工业4.0越走越远，越做越好。”朱文斌先生介绍。“ADS1262和ADS1263 ADC实现了更多的有效性、更高的系统可靠性和低偏移漂移。”

那么ADS1262和ADS1263内部到底有什么？一句话就是“除了没有MCU，其他都有”。例如32位Δ-Σ ADC、辅助 24 位增量-累计 ADC (ADS1263才有)、2.5 V内部基准低漂移，7.3728 MHz高阻抗可编程增益放大器的内部时钟 (PGA)、SINC 50/60 Hz 数字滤波器、温度传感器、双激励电流源 (IDAC)、振荡器、电平移位器、8个通用输入/输出 (GPIO) 引脚等，。

图1 ADS1262和ADS1263内部架构

朱文斌先生说ADS1262和ADS1263的三大亮点和高端工业应用的好处。

高速下的最高有效位

ADS1262和ADS1263具有32位高分辨率和27位有效位(ENOB)，在2.5 SPS数据速率达到最高分辨率，即只有7 nVRMS 噪声可以准确测量小信号，输入信号为10 mV 或者更小的电桥应用是必不可少的。更重要的是，更重要的是，ADS1262和ADS1263能支持在38 kSPS采样率也可以达到16位的精度，这是一个非常强大的水平，以实现速度和精度的完美平衡。这使得模拟采集板卡等应用在精度和速度上具有更高的性能。

举个例子，TI在传统的PLC/DCS某个客户要做新一代PLC系统，他的要求是：除了高精度外，还要高速，即高密度PLC。所谓高密度PLC就是单个ADC除了精度要求外，还需要采样许多通道；还需要采样不同的输入信号，如0~10 V，±十、热电偶、热电阻，ADS1262和ADS1263很好地满足了这种综合要求高的应用场景。

玩转&ldquTI一级代理o;漂移”

工业应用不是速度和激情，更需要稳定性，非常抗拒“漂移”的。ADS1262和ADS1263的偏移漂移为1 nV/°C，增益漂移为0.5 ppm/°C，积分非线性 (INL)为3 ppm，偏移误差漂移不仅实现了同类产品的最佳转换精度，而且低于同类解决方案 80%，从而保证整个温度范围内的测量稳定性(–40°C~ 125°C )。

“以数据采集卡为例，在室温下达到千分之一或万分之五的精度并不难，在宽范围内达到精度也很难。PLC许多指标分为温度段，例如–40℃~0℃，0~80℃，以及80℃~125℃，因为这三个不同的分段ADC、芯片本身的性能不同，如参考基准、运放等。这也是一个困扰设计师的问题：如何在宽范围内保持良好的精度。而ADS1262和ADS1263 芯片本身帮助研发人员解决了内部高精度基准、低增益漂移和偏移漂移等诸多温漂问题。”朱文斌先生再次用案例强调新产品在温漂上的优势。“回顾10年前，甚至5年前PLC在考虑温漂时，可以考虑外部基准温漂ADC温漂、运放运行，然后把一切都累积在一起，用硬件、软件校准，但效果不是很好。另外，做温漂的成本还是挺高的。有了ADS1262和ADS1263以后，PLC客户问题迎刃而解。”

集成与诊断

ADS1262和ADS内部信号链监的内部信号链监控、数据误差检测、传感器过载检测和测试数模转换器 (DAC)，为高可靠性系统提供必要的故障检测和诊断。

朱文斌先生强调了集成电流DAC的优势：“电流DAC(IDAC)热电偶常用于工业线RDD必须使用的电流源很多PLC系统里进行RTD如果IDAC或者使用分立器件需要额外的电流源RDD测量，但这种效果不一定很好，双路电流源的匹配性也不是很好。因此，从集成的角度来看，ADS1262和ADS1263基本集成了所有工业在线模拟信号输入的采样。”

ADS1262和ADS1263还集成了故障检测和诊断功能。用户可以判断PGA、ADC是否饱和。此外，它还具有传感器的诊断功能，可以判断前面的温度传感器RDD它是断路或短路，因为它集成了另一个电流源，它将向前端传感器发送一些较小的电流，以判断断路或短路。

ADS1262和ADS1263还集成了一些特殊的校准功能DAC产生一系列信号来确定链路是否正确或芯片是否有问题。朱文斌先生说：“很多客户在搭建这类系统时，会在外围搭建一堆校准电路，典型的做法是加一些1 V或3 V基准放在ADC在此之前，系统将启动这些校准电路，校准整个系统信号，或在每次系统断电重启后校准。这是出于精度要求；第二，出于安全要求，由于软件和硬件随时可能出现问题，软件将不可避免地产生漏洞。这种校准电路板非常重要。ADS1262和ADS一些1263集成的标定电路使工程师能够轻松标定整个信号链路。”

工业4.0从TI模拟开始

高精度、高集成度的工业应用，ADS1262和ADS工业自动化是1263的主要应用领域PLC及DSC、测试与测量，温度测量。

朱文斌先生分别解释了这四种应用：“工业自动化或过程自动化中的一些自动控制需要大量的模拟数据信号采集、温度采集、压力采集等。根据客户自己的产品，它有多种形式。PLC更传统的应用，也更容易理解，DCS则是在PLC在系统的基础上，我们将在电厂、火电厂、核电厂、石油勘探厂或现场看到这样的大型系统来监测每个节点的温度和压力。许多工业应用程序对测试和测量精度有很高的要求，可能是毫克，所以24当然不够，32可以很好地解决这个问题。事实上，工业自动化的一些温度测量是重叠的，但它己的特点。温度测量是ADS1262和ADS1263是一个非常重要的应用应用类别中DAC，可以做RTP的测量。”

ADS1262和ADS1263最大的区别是，ADS1263多了一个24位Δ-Σ ADC。这能做什么？朱文斌先生给出了答案：“在测量热电偶时，实际上需要两个通道ADC，一个通道测量热电偶，另一个通道作为冷节点的参考，一般使用RTD参考冷节点。目前，将有两个24位的高精度热电偶方案ADC，一颗24位的ADC采集热电偶前端，另一个24位ADC做冷节点补偿，成本也很高。ADS1263就是把这颗24位ADC放在里面，单个芯片可以测量热电偶。”

这就是为什么ADS1262和ADS1263基本上是单芯片能解决问题的原因TI一直致力于使系统更加集成和小型化，符合工业4.0的要求。

全方位加速设计

开发工具和参考设计TI的强项。32位精密ADC作为TI当然，重磅产品也有很好的设计支持。例如，微软视窗系统用于性能开发套件ADCProTM可配置输入、基准、电源和时钟源。朱文斌先生简单介绍了朱文斌先生。ADCProTM：“插入后，它可以显示有效位、噪声和分值，基本上可以显示ADC综合性能评估，用户可以看到这个有效位置是否符合输入输出的要求，因此ADCpro软件很实用。”

TI还推出了高分辨率、低漂移、高精度称重天平的交流电桥励磁 TI Designs 参考设计 (TIPD188)。可提高电桥测量的偏移和偏移漂移性能，加快上市时间，包括电路原理图和材料清单 (BOM)设计文件。

还有基础Excel可以检查配置计算器的设备PGA输入范围要求，计算循环冗余校验 (CRC)/验证和值，评估不同的值SINC检查寄存器映射查寄存器映射。

朱文斌先生特别强调输入/输出缓冲器信息规范 (IBIS) 模型：“为什么会出现在这里？IBIS模型，因为SPI如果芯片和MCU有一定距离会导致一些信号完整性问题。信号完整性是另一个重要的话题，除了精度要求，尤其是PC端上高速信号完整性，它会牵涉EMI这些问题，尤其是高速通信，PC板。TI这样的模型可以给用户验证，这样才能知道布板，MCU距离如何，布线如何，SPI通信可以实现更好的信号完整性，这对模拟电路设计师非常有价值。”

模拟芯片的挑战主要体现在高精度、高速和小型化上，ADS1262和ADS1263作为TI高端产业布局的先锋，性能是“秒杀全场”是的，你还犹豫什么？去体验吧！