ADS1115是一种高精度、低功耗、I2C总线数字到模拟转换器(ADC)芯片,由德州仪器(Texas Instruments)公司制造。由于ADS1115具有4个单端或2个差分输入通道,以及可编程增益和数据输出速率,因此它通常被用作测量电压、温度等各种传感器的数据采集器,用于工业自动化、医疗设备等各个领域。
ADS1115具有以下几个主要特点:
(1)高精度:ADS1115的ADC转换精度为16位,通常可以达到更高的精度,例如,其增益为1时,最大分辨率为0.1875mV。
(2)低功耗:在连续转换模式下,ADS1115的功耗仅为150μA,而在单次转换模式下,功耗更低,仅为< 1μA。
(3)可编程增益:ADS1115具有四个可编程增益选项,即1、2、4和8倍,以适应不同场景下的不同信号强度。
(4)I2C接口:ADS1115的数据传输使用I2C(Inter-Integrated Circuit)总线。I2C是一个由Philips半导体公司开发的多主机串行通信总线,用于在多个IC之间传输数据。
ADS1115的ADC转换原理如下:
(1)将输入信号放大:首先,输入信号经过放大器,以提高信号的电压电平并减小影响精度的噪声。
(2)采样保持:然后,用一个采样保持电路来“冻结”信号,以便ADC可以读取。
(3)模数转换:ADC将“冻结”的信号转换为16位数字信号。转换的主要原理是比较器将输入信号与一个内部参考电压(可编程)进行比较,以确定信号的大小。
(4)数据输出:最后,数字输出通过I2C接口发送到计算机或其他设备。
ADS1115在各个领域得到了广泛应用,如以下几个方面:
(1)测量温度:ADS1115通过测量热电偶或热敏电阻等传感器的输出电压来测量温度。它的高精度和可编程增益使得在高温或低温环境下测量温度非常准确。
(2)测量电压:ADS1115可以测量电池、太阳能电池板等多种电压。其高精度和低功耗特性使得ADS1115成为移动设备、物联网设备、家庭自动化等领域中的一个重要部分。
(3)传感器测量:各种传感器如温度、湿度、气压、光强等输出低电平信号,需要经过放大才能被AD采集。当传感器输出的信号电平低于ADS1115的输入电平时,噪声可以通过ADS1115的高精度转换去除。
(4)医疗监测:ADS1115在医疗领域得到了广泛用途,例如袖珍型心电图(ECG)测量器、血压计、血糖计、中枢体温计等。其高精度和低功耗特性使得ADS1115成为医疗设备的不可或缺部分。