任务介绍

本次选择的是任务6，实现一个24位高精度ADC数据采集模块

设计一款24位高精度ADC数据采集模块，适用于桥式传感器、微弱信号、精密电压源校准等高精度测量场景。基本要求：

1. 使用24位Sigma-Delta ADC（推荐ADS1256或同类）
2. 至少2路差分输入或4路单端输入
3. 板载精密基准电压源（推荐REF50xx或同等级）
4. SPI数字接口
5. 严格的模拟/数字分区布局，地平面单点连接

请注意：设计所用的主要器件需在DigiKey官网上有货且正常售卖

设计方案介绍

为了保证adc采集的效果，最大程度的去除电源的影响，这里选择使用boost电路先将输入升压到6.2v，然后再用LDO降压到3.3v和5v，并通过REF5025提供一个基准电压攻击ADS1256使用，并将8路采集通道引出，并可以通过对电阻电容的配置，为输入配置衰减/低通滤波器/高通滤波器。控制引脚用2.54间距排针引出。用0欧姆电阻将模拟地和数字地链接，确保ADC采集的效果

模块介绍

主要芯片的选择：ADS1256IDBT Texas Instruments | 模数转换器（ADC） - DigiKey

ADS1256是极低噪声的24位模数（A/D）转换器。它们为要求最苛刻的应用提供了完整的高分辨率测量解决方案。 该转换器由一个四阶ΔΣ调制器和一个可编程数字滤波器组成。灵活的输入多路复用器可处理差分或单端信号，并包含用于验证连接到输入的外部传感器完整性的电路。可选的输入缓冲器大大提高了输入阻抗，低噪声可编程增益放大器（PGA）以二进制步长提供1至64的增益。可编程滤波器允许用户在高达23位无噪声分辨率和高达30k样本每秒（SPS）的数据速率之间进行优化。转换器为测量多路复用输入提供快速通道循环，还可以执行仅在单个周期内稳定的单次转换。 通信通过兼容SPI的串行接口进行处理，该接口可以采用两线连接方式工作。片上校准支持对所有PGA设置的失调和增益误差进行自校正和系统校正。提供双向数字I/O和可编程时钟输出驱动器供一般使用。

原理图与pcb设计介绍

• boost升压

在输入端增加一个磁珠，减少电源的噪声

• ldo降压

将boost升压后的电压经过ldo降压，得到ADC芯片需要的5v和3.3v

反馈电阻参考数据手册中给出的参考值

• ADC基准电压

使用REF5025得到稳定的2.5v，并参考ADS1256手册的建议，再后面用OPA350添加一个电压跟随器为adc芯片提供基准电压

预留r1后续可以进行调整

• ADS1256外围电路

• 前置输入

前置输入可以通过对焊盘上电阻电容的选择，配置成衰减/高通滤波器/低通滤波器

• pcb布局

boost和ldo部分电路主要参考手册中推荐的布局

将模拟器件和数字器件大体划分为2部分，并各自铺铜，最后用0欧电阻相连接

模块主要性能指标与管脚定义

• 性能指标

• 管脚定义

心得体会

本次绘板对于地的分割，电源噪声的处理有了不少新的体会