本應用筆記介紹了CS5521/23，CS5522/24/28和CS5525/26系列的模數轉換器，這些器件具有片上電路來(lái)驅動(dòng)外部負載。該文檔還說(shuō)明了電荷泵電路以及如何將其用于系統設計。

CS552X概述

CS5521 / 23，CS5522 / 24/28和CS5525 / 26系列A / D轉換器包括一個(gè)斬波穩定儀表放大器，用于測量低電平直流信號（±100 mV或更�。�。該放大器設計為產(chǎn)生非常低的輸入采樣電流（-40至+85 + C時(shí)ICVF <300 pA）。如圖1所示，當使用高阻抗電路進(jìn)行輸入保護時(shí)，低輸入電流可將熱電偶測量中可能發(fā)生的誤差減至最小。

圖1所示的電荷泵電路用于產(chǎn)生負電源（約-2.1 V），以為片上儀表放大器供電。這使放大器能夠測量相對于地為負的低電平輸入信號，同時(shí)保持低輸入電流。在本文檔中描述的某些限制條件下，電荷泵可用于為轉換器外部的某些其他電路（例如放大器或多路復用器）供電。

CS552x ADC內部的輸入放大器

電荷泵基礎

電荷泵組件

圖2說(shuō)明了基本的二極管電荷泵。晶體管Q1和Q2代表CMOS反相器的輸出晶體管。當反相器的輸入導致晶體管Q1導通（Q2截止）時(shí)，C1通過(guò)二極管D1充電至大約5 V的電壓減去二極管的正向電壓。當逆變器的輸出切換為Q1斷開(kāi)，Q2接通時(shí)，C1帶正電的導線(xiàn)將接地。由于電容器兩端的電壓不能瞬時(shí)改變，因此連接到二極管D2的C1的引線(xiàn)將變?yōu)樨�，�?#8203;​而導通二極管D2。C1上的電荷然后將流到C2上并產(chǎn)生負輸出電壓。電容器C2充當電荷的儲存器，并且比電荷泵電容器C1大得多。在經(jīng)過(guò)數個(gè)電荷泵循環(huán)后，

電荷泵循環(huán)順序

圖3說(shuō)明了兩個(gè)電荷泵序列中的每一個(gè)。電容器C2充當電荷的儲存器，并且比電荷泵電容器C1大得多。

CS552X的電荷泵

ADC電荷泵調節環(huán)路

圖4給出了本應用筆記中列出的A / D轉換器內部的基本電荷泵調節環(huán)路的簡(jiǎn)化版本。電荷泵驅動(dòng)引腳（CPD）由XIN頻率產(chǎn)生的時(shí)鐘（CPCLK）驅動(dòng)，可直接使用。CS5521 / 22/23/24/28器件使用XIN / 2 /時(shí)鐘。穩壓器環(huán)路將電荷存儲電容器上產(chǎn)生的電壓幅度與VA +電源幅度的一部分進(jìn)行比較。該環(huán)路旨在將NBV的電壓調節為– [VA + / 2.38]V。請注意，如果芯片的VA +電源電壓高于+5 V，則NBV上的電荷泵輸出的電壓為成比例的更負面。當NBV引腳上的電壓達到適當的幅度時(shí)，電荷泵時(shí)鐘的周期將被刪除。調節環(huán)路將來(lái)自CPD引腳的脈沖頻率保持在產(chǎn)生適當輸出電壓的平均頻率。CPD驅動(dòng)器輸出由VD +電源提供，如圖4所示�？梢詾�+5 V或+3V。圖4所示的二極管電荷泵用于+5 V電源。肖特基二極管D3確保NBV引腳的接地降落不超過(guò)二極管的壓降。這樣可以確保調節器環(huán)路正確啟動(dòng)。