產品簡述

MS5110S 是一款高精度 16bit 模數轉換器。內部集

成 2.048V 基準源，差分輸入范圍達到±2.048V。使用了

I 2C 兼容接口。電源電壓范圍為 2.7V 到 5.5V。

MS5110S 轉換速率為 15、30、60 或 240SPS，集成

有可編程增益放大器，增益最高可到 8 倍。在單次轉換

模式，MS5110S 在轉換結束后會自動進入省電狀態，減

小功耗。

MS5110S 可用在高精度測量以及對空間、功耗有一

定要求的應用場合中，如：手持儀器、工業控制和智能

變送器。

主要特點

?I 2C 接口

?片上基準：2.048V±0.05%

?溫度漂移：40ppm/°C（最大值）

?內部集成 PGA：1 到 8 倍

?內部集成振蕩器

?16 位無失碼精度

?INL（積分非線性誤差）：0.01%

?8 個可用 I 2C 地址

?可編程輸出速率：15SPS 到 240SPS

?工作電壓范圍：2.7V 到 5.5V

?低電源功耗：315μA

應用

?手持儀器

?工業級控制

?智能變送器

?工業自動化

?溫度測量

產品規格分類

管腳圖

管腳說明

內部框圖

極限參數

芯片使用中，任何超過極限參數的應用方式會對器件造成永久的損壞，芯片長時間處于極限工作

狀態可能會影響器件的可靠性。極限參數只是由一系列極端測試得出，并不代表芯片可以正常工作在

此極限條件下。

電氣參數

若無特別說明，測試條件：VDD=5V，TA=-40°C 到 85°C。

如有需求請聯系——三亞微科技 王子文（16620966594）

注：

1. 滿幅度的 99%。

2. FSR = 滿幅度量程 = 2×2.048/PGA = 4.096/PGA。

3. 包括 PGA 和基準的所有誤差。

功能描述

MS5110S 是一個全差分、16 位、Σ-Δ 型模數轉換器，由一個帶有可調增益的 Σ-Δ 模數轉換器、一

個 2.048V 的電壓基準、一個時鐘振蕩器、一個數字濾波器和一個 I 2C 接口組成。其設計簡單、極易配

置的特點使得用戶很容易獲得精確的測量值。

模/數轉換器

MS5110S 的模/數轉換器核由一個差分開關電容 Σ-Δ 調制器和一個數字濾波器組成。調制器測量

正、負模擬輸入端的壓差，并將其與基準電壓相比較，在 MS5110S 中基準電壓為 2.048V。數字濾波器

從調制器接收高速碼流，并輸出與輸入電壓成比例的數字信號。

電壓基準

MS5110S 內置一個 2.048V 的片內電壓基準，無需外部基準。

輸出碼計算

MS5110S 輸出碼的位數取決于更新速率，如表 1 所示。

時鐘振蕩器

MS5110S 內置時鐘振蕩器，該振蕩器驅動調制器和數字濾波器。無需外部時鐘。

輸入阻抗

MS5110S 輸入級采用開關電容。等效電阻值取決于電容值和電容的開關頻率。電容器的值取決于

可編程增益放大器 (PGA)的設置，時鐘由片內時鐘振蕩器產生。典型工作頻率 275kHz。

共模和差分輸入阻抗不同，詳情請見電氣特性。

當外接高輸出阻抗輸入源，輸入端需要外接 buffer。

混疊

當輸入信號頻率超過更新速率的一半，會產生混疊。為防止混疊的產生，必須限制輸入信號的帶

寬。MS5110S 的數字濾波器可在一定程度上衰減高頻率的噪聲，但其 sinc 濾波器不能完全替代抗混疊

濾波器。對于少數應用，還是需要外部濾波。

在設計輸入濾波器時， 應考慮到濾波器和 MS5110S 輸入之間的阻抗匹配。

工作模式

MS5110S 有兩種轉換模式：連續轉換和單次轉換。

在連續轉換模式中，每次轉換完成，結果都將存入結果寄存器，并立即開始下一次轉換。

在單次轉換模式中，MS5110S 會等待配置寄存器中的 ST/DRDY 位被置為 1。 ST/DRDY 位被置為 1

后開始轉換，轉換完成后結果存入結果寄存器中，并復位 ST/DRDY 位為 0，進入省電模式。

從連續轉換模式切換到單次轉換模式時，MS5110S 將完成當前轉換，并復位 ST/DRDY 位為 0，進

入省電模式。

復位和上電

在上電時，自動執行一次復位，配置寄存器中的所有位設置為默認值。

MS5110S 會對 I 2C 的總呼叫復位命令做出響應，當 MS5110S 接收到總呼叫復位命令時，立即執行

一次復位。

I 2C 接口

MS5110S 通過 I 2C 接口通信。圖 1 為 I 2C 時序圖，表 3 列出了相關參數。

如有需求請聯系——三亞微科技 王子文（16620966594）

結果寄存器

16 位的結果寄存器存儲轉換結果，采用二進制補碼格式。在復位或上電之后，結果寄存器清 0，

直到第一次轉換完成。結果寄存器的格式如表 4 所示。

配置寄存器

8 位配置寄存器控制 MS5110S 的工作模式、更新速率和可編程增益放大器(PGA)。配置寄存器的格

式如表 5 所示，默認設置是 8CH。

位 7： ST/DRDY

ST/DRDY 位的含意取決于它是寫入還是讀出。

在單次轉換模式中，寫 1 到 ST/DRDY 位則表示轉換的開始，寫入 0 則無影響，在連續方式中，

MS5110S 忽略寫入 ST/DRDY 的值。

在連續轉換模式中， ST/DRDY 位確定新轉換數據是否就緒。如果 ST/DRDY 為 1，則表示結果寄存

器中的數據已經被讀取；如果 ST/DRDY 為 0，則表示結果寄存器中的數據是未被讀取的新數據。

在單次轉換模式中， ST/DRDY 位確定轉換是否完成。如果 ST/DRDY 為 1，則表示結果寄存器的數

據為舊數據，而且轉換正在進行。如果 ST/DRDY 為 0，則表示結果寄存器的數據是新轉換的結果。

MS5110S 先輸出結果寄存器的值，再輸出配置寄存器值。 ST/DRDY 位的狀態適用于剛從結果寄存

器中讀取的數據，而不是下一次讀操作讀取的數據。

位 6-5：保留位

位 6-5 必須設為 0。

位 4：SC

轉換模式選擇位。當 SC 為 1 時，選擇單次轉換模式；當 SC 為 0 時，選擇連續轉換模式。默認為0。

位 3-2：DR

更新速率選擇位，如表 6 所示

讀操作

讀取結果寄存器和配置寄存器的值。先對 MS5110S 尋址，再從器件中讀出 3 個字節。前 2 個字節

是結果寄存器的值，第 3 個字節是配置寄存器的值。

可不讀出配置寄存器，在讀操作中允許讀出的字節個數少于 3 個。如果讀取多于 3 個字節，從第

4 個字節開始將為 FFH。

MS5110S 的典型讀操作的時序見圖 2。

寫操作

對配置寄存器進行寫操作，先對 MS5110S 尋址，再寫入一個字節，這個字節將被寫入配置寄存器

中。

寫入多個字節無效，將忽略第一個字節之后的任何字節。MS5110S 寫操作的典型時序見圖 3。

典型應用圖

基本連接方法

對于多數應用而言，MS5110S 的典型基本連接圖如圖 4 所示。

連接多個器件

一條 I 2C 總線可連接多個 MS5110S。 MS5110S 有 8 種不同版本，每種版本對應一種 I 2C 地址。如

圖 5 所示，三個 MS5110S 連接到同一條總線的接線圖。一條 I2C 總線上最多可以連接 8 個 MS5110S

（使用 8 種不同版本的 MS5110S）。

注意，I 2C 總線僅需一組上拉電阻。

低端電流監控器

圖 6 是低端電流監控器的電路圖。該電路通過一個檢流電阻來讀取電壓。此電阻上電壓可用低漂

移的運放 MS8552 放大，放大結果由 MS5110S 讀取。

建議 MS5110S 工作在 8 倍增益下，可以降低 MS8552 的增益。對于 8 倍增益而言，運放應提供最

高不高于 0.256V 的輸出電壓，所以在滿刻度電流時，檢流電阻提供最大 64mV 的電壓降。

封裝外形圖

SOT23-6

——愛研究芯片的小王

審核編輯 黃宇