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24位Σ-Δ模數轉換器CS1240在電子秤中的應用
CS1240是一款中國本土開發的精密模數轉換(ADC)芯片，分辨率為24位，有效精度高達21位，可以廣泛應用于工業過程控制、電子秤
、氣體/液體檢測儀和血液計等各種應用。本文描述了該芯片的主要特點，并以普通和高精度電子秤為例，討論了CS1240的典型應用
電路。
芯海科技有限公司自主研發的CS1240是一款24位高精度、低功耗Σ-Δ模數轉換芯片，其分辨率為24位，有效精度高達21位，可以在
2.7V-5.5V電源電壓條件下工作。
CS1240具有8個模擬輸入端、8個數字輸入輸出通道， 可以選擇輸入通道模擬緩沖器或者直接將信號輸入模數轉換器，模擬緩沖器可
以有效提高芯片的輸入阻抗。芯片提供內部測試電流(2微安)，可以檢測輸入端開路或短路情況。集成的8位數模轉換器(DAC)可以通
過寄存器控制來調節輸入信號的偏置電壓，有效擴大輸入信號的范圍，zui大可以調整滿幅度(FS)的50%。
CS1240/1241帶有片內1～128倍可編程增益放大器(PGA)，在128倍時，有效分辨率可達19位。調制器是一個二階Σ-Δ調制器，芯片的
FIR濾波器提供50Hz和60Hz陷波濾波，有效提高芯片的抗干擾性能。
CS1240/1241提供兼容串行外圍接口(SPI)的串行接口總線，并且可以通過配置使用多達8個數字I/O，只需要少量的外圍元件就可以構
成多種多樣的應用電路。CS1240的功能結構圖如圖1所示。
電子秤是目前常用的計量儀器，廣泛應用在人們的日常生活中，圖2示出了電子秤的基本原理圖。
由于CS1240豐富的功能，并且帶有SPI接口可以方便的與MCU進行通訊，因此只需極少量的外圍元件就可以構成多種應用方案，特別適
合應用在電子秤中。例如，由于片內自帶PGA，因此就可以不需要外部的放大電路，這樣可減小系統的噪聲，降低成本。芯片帶有自
糾正電路和系統糾正電路，可以糾正芯片及系統的增益誤差和失調誤差，進一步提高了精度。CS1240的參考電壓輸入可以直接用電源
電壓，這樣就不需要額外的參考源，可以簡化電路設計、降低成本。
1．普通電子秤設計方案
圖3是采用CS1240實現的普通電子秤電路原理圖。傳感器出來的信號經過外部的無源濾波器濾波后，送入到CS1240中。濾波器包括兩
個部分：*部分是由電感和電容組成的EMI濾波器，用來減小外部環境對于電路的影響；第二部分是由電阻和電容組成的RC濾波器
，用來限制輸入信號的帶寬，降低輸入信號的噪聲。