🔎 1. Miêu tả
ADC121S101 là một bộ chuyển đổi tương tự – số (ADC – Analog to Digital Converter) độ phân giải 12-bit, giao tiếp SPI (Serial Peripheral Interface), do Texas Instruments (trước đây là National Semiconductor) sản xuất.
Thiết bị có tốc độ lấy mẫu trung bình, tiêu thụ điện năng thấp, phù hợp cho các ứng dụng đo lường và điều khiển nhúng.
🔎 2. Cấu tạo
Bên trong ADC121S101 gồm:
-
Mạch lấy mẫu và giữ (Sample & Hold) để giữ tín hiệu analog ổn định trong quá trình chuyển đổi.
-
Bộ so sánh và mạch chuyển đổi SAR (Successive Approximation Register) để biến đổi tín hiệu analog thành dữ liệu số 12-bit.
-
Bộ đệm đầu ra số và mạch SPI để giao tiếp với vi điều khiển.
-
Khối nguồn tham chiếu (Vref) thường lấy từ nguồn cung cấp hoặc bên ngoài.
🔎 3. Thông số kỹ thuật chính
-
Độ phân giải: 12-bit.
-
Kiểu ADC: SAR (Successive Approximation Register).
-
Số kênh: 1 kênh đơn (single-ended input).
-
Dải điện áp nguồn (VDD): 2.7V → 5.25V.
-
Điện áp đầu vào: 0V → Vref.
-
Điện áp tham chiếu (Vref): tối đa bằng VDD.
-
Tốc độ lấy mẫu (throughput): tối đa 200 ksps.
-
Giao tiếp: SPI (3 dây: CS, SCLK, DOUT).
-
Dòng tiêu thụ: khoảng 2 mA khi hoạt động.
-
Nhiệt độ hoạt động: –40°C → +85°C.
-
Đóng gói: SOT-23-6.
🔎 4. Kích thước (SOT-23-6 package)
-
Chiều dài: ~2.9 mm
-
Chiều rộng: ~1.6 mm
-
Độ cao: ~1.1 mm
-
Pitch giữa các chân: 0.95 mm
🔎 5. Chức năng
-
Chuyển đổi tín hiệu analog (0 – Vref) thành dữ liệu số 12-bit để vi điều khiển/DSP xử lý.
-
Làm việc như cảm biến đầu vào số hóa trong hệ thống đo lường.
-
Cung cấp dữ liệu chính xác cho các thuật toán điều khiển và giám sát.
🔎 6. Ứng dụng
-
Đo lường cảm biến: nhiệt độ, áp suất, dòng, điện áp.
-
Điện tử tiêu dùng: thiết bị cầm tay, cảm biến di động.
-
Điều khiển nhúng: PLC, MCU, DSP.
-
Thiết bị công nghiệp: hệ thống giám sát năng lượng, đo pin, đo acquy.
-
Thiết bị y tế nhỏ gọn.
🔎 7. Cách kiểm tra
a. Kiểm tra cơ bản bằng đồng hồ số
-
Đo trở kháng giữa VDD – GND → không được chập.
-
Đo giữa các chân tín hiệu → trở kháng cao (không ngắn mạch).
b. Kiểm tra hoạt động (trong mạch thử)
-
Cấp nguồn VDD (3.3V hoặc 5V) và nối GND.
-
Kết nối CS, SCLK, DOUT với vi điều khiển qua SPI.
-
Cấp tín hiệu analog chuẩn (ví dụ 1 V DC khi Vref = 3.3V).
-
Đọc dữ liệu SPI (12-bit). Kết quả phải xấp xỉ:
Code=VinVref×4095Code = \dfrac{Vin}{Vref} \times 4095
(Ví dụ: Vin = 1V, Vref = 3.3V → Code ≈ 1241).
-
Thay đổi Vin và so sánh với dữ liệu đọc → nếu đúng tuyến tính thì IC hoạt động tốt.