前篇回顾
ΔΣADC介绍
用于传感器测量的Δ∑ADC的特性
世界上有各种各样的传感器，除了ΔΣADC之外，还需要各种电路来测量这些传感器。当处理微小信号时，您可能需要在执行AD转换之前放大信号。然后，您将需要一个放大器。AD转换还需要参考恒压源。测量电阻传感器时，使用激励电流源让电流流过电阻非常有用。这样，除了ΔΣ ADC之外，还需要各种模拟功能来进行传感器测量。将此类模拟功能和ΔΣADC集成到单个芯片中的器件称为用于传感器测量的ΔΣADC。
本节介绍如何配置传感器的ΔΣ ADC。这是用于传感器测量的ΔΣADC示例，仅是我们RX23E-A的模拟部分。为了方便说明，我以这款RX23E-A为例进行说明，但即使是其他公司的设备也具有基本相同的配置。
•24位Δ∑ADC+可编程增益放大器（Programmable Gain Amplifier，PGA）+ 缓冲器（Buffer，BUF）
•参考电压源（Reference Voltage Source，VREF）
•参考缓冲器（Reference Buffer，RBUF）+ 外部参考输入
•激励电流源（Excitation Current Source，IEXC）
•偏置电压发生器（Bias-Voltage Generator，VBIAS）
•内部温度传感器（Internal Temperature Sensor，TEMPS）
•低边开关（Low-Side Switch，LSW）
•数字滤波器（Digital Filter，SINC4）
通过使用这些功能，可以用最少的所需外部元件来组装传感器电路。后面，将逐一介绍每个功能。
2.1 24位Δ∑ADC+可编程增益放大器（PGA）+缓冲器（BUF）
PGA采用适合传感器测量的全差分配置。
•应用
温度的高精度测量（热电偶、RTD），应变（力、重量、压力等）、电压、电流等。
•配置
可编程增益放大器（PGA），具有电压跟随器配置的缓冲器（BUF），Δ∑调制器。
•特性（适用于RX23E-A）
低偏移电压、低温度漂移（偏移/增益）、低噪声
PGA增益：1、2、4、8、16、32、64、128倍
数据速率：7.6 SPS ~ 15.625 kSPS
2.2 参考电压源（VREF）
该电路产生具有低温度漂移的2.5V恒定电压。
•应用
Δ∑ADC的参考电压、传感器电源等。
•配置
产生约1.2V恒定电压的BGR（BandGap Reference，带隙基准）和放大器电路的组合。
•特性（适用于RX23E-A）
温度漂移：10ppm/℃（典型值）
初始精度：2.5V±0.1%（最大值）
负载电流：最大+/-10 mA
2.3 参考缓冲器（RBUF）+外部参考输入
必须为ADC提供参考电压。您可以使用内置参考电压VREF作为参考电压，或者您可能想要使用除内置参考电压源之外的参考电压源。
•应用
当不使用内置VREF（例如比率法）时使用（RTD、电阻桥等）。
•配置
带有RBUF的外部参考输入，支持差分输入（可输入0至AVCC之间的任意电压，例如RFF+ = 3V & REF- = 1V）。
•特点（针对RX23E-A）
RBUF/Enable的情况：
高输入阻抗时输入偏置电流为nA量级（但是，由于输入电压范围窄，因此必须在距离电源轨向内至少0.1V处使用）。
RBUF/Disable的情况：
支持轨到轨输入（但是，会流过10uA量级的输入偏置电流）。
2.4 激励电流源（IEXC）
IEXC输出50至1000uA的恒定电流。
2.5 偏置电压发生器（VBIAS）
可以提供模拟电源电压AVCC一半的电压。
•应用
提供输入公共电压VIC；
主要假设与热电偶一起使用
•配置
电阻分压器和电压跟随器
•特点（针对RX23E-A）
不支持大负载，建议最大100uA左右（高输入阻抗电路所需）。
2.6 内部温度传感器（TEMPS）
实际上是一个测量芯片温度的电路。
•应用
温度修正
• 配置
BGR（带隙基准）和VPTAT（与绝对温度成比例的电压）的结合（PTAT：Proportional To Absolute Temperature ）。
•特点（针对RX23E-A）
精度：最大±5°C
精度：取决于数据速率，但可以以毫米度为单位进行测量
2.7 低边开关（LSW）
这是一个CMOS模拟开关电路。
•应用
开关电源给传感器供电
•配置
路1触点（SPST*）
*SPST：单刀单掷
•特点（针对RX23E-A）
导通电阻：最大10欧姆
允许电流：最大30毫安*1
*1：当5V施加到120Ω应变片时，电流超过允许电流。
2.8 数字滤波器（SINC4）
它不是模拟电路，但也想解释一下数字滤波器。前面讲过，Delta Sigma通过对大量1位进行平均来提高分辨率。数字滤波器对这批1位进行平均。数字滤波器有多种类型，但大多数ΔΣADC都有一种称为SINC滤波器的数字滤波器。对于RX23E-A，有4个SINC滤波器：如图所示，传递函数是四阶滤波器，因此它乘以四次方。
•应用
通过LPF特性衰减高频噪声
特定频段的噪声抑制（例如50/60Hz）
•配置
四阶SINC滤波器
•特点
稳定时间：约4Ts[sec]・・・需要采样时间的4倍。（稳定时间是指从A/D转换开始后到输出第一个A/D转换结果的时间。）
传递函数和频率特性
如您在使用瑞萨MCU/MPU产品中有任何问题，可识别下方二维码或复制网址到浏览器中打开，进入瑞萨技术论坛寻找答案或获取在线技术支持。
https://community-ja.renesas.com/zh/forums-groups/mcu-mpu/
下一章：应用实例及设计要点
推荐阅读
RX MCU DSP库介绍及应用实例
如何提高ADC精度
研讨会回放 | 集成24位ADC的RX23E-A MCU
