使用電荷泵驅動外部負載

CS5521/23、CS5522/24/28 和 CS5525/26 系列 A/D 轉換器包含斬波穩定儀表放大器，用于測量低電平直流信號（±100 mV 或更小）。該放大器設計用于產生非常低的輸入采樣電流（在 -40 至 +85?C 范圍內，ICVF < 300 pA）。當使用高阻抗電路進行輸入保護時，低輸入電流可限度地減少熱電偶測量中可能出現的誤差，如圖 1 所示。

CS5521/23、CS5522/24/28 和 CS5525/26 系列 A/D 轉換器包含斬波穩定儀表放大器，用于測量低電平直流信號（±100 mV 或更小）。該放大器設計用于產生非常低的輸入采樣電流（在 -40 至 +85?C 范圍內，ICVF < 300 pA）。當使用高阻抗電路進行輸入保護時，低輸入電流可限度地減少熱電偶測量中可能出現的誤差，如圖 1 所示。
如圖 1 所示的電荷泵電路用于生成負電源（約 -2.1V），為片上儀表放大器供電。這使得放大器能夠測量相對于地為負的低電平輸入信號，同時保持低輸入電流。在本文檔中描述的某些限制內，電荷泵可用于為轉換器外部的一些附加電路供電，例如放大器或多路復用器。

CS552x ADC 內部的輸入放大器

電荷泵基礎知識

電荷泵組件

圖 2 顯示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。當逆變器的輸入導致晶體管 Q1 導通（Q2 截止）時，C1 通過二極管 D1 充電至大約 5 V 減去二極管正向電壓的電壓。當逆變器的輸出切換到Q1截止、Q2導通時，C1的正電荷引線將接地。由于電容器兩端的電壓無法瞬時改變，因此與二極管 D2 連接的 C1 引線將變為負值，從而導通二極管 D2。C1 上的電荷隨后將流向 C2 并產生負輸出電壓。電容器 C2 充當電荷儲存器，并且比電荷泵電容器 C1 大得多。經過多少個電荷泵周期后，

電荷泵循環順序

圖 3 說明了兩個電荷泵序列中的每一個。電容器 C2 充當電荷儲存器，并且比電荷泵電容器 C1 大得多。
CS552X 的電荷泵

ADC 電荷泵調節環路

圖 4 顯示了本應用筆記中列出的 A/D 轉換器內部基本電荷泵調節環路的簡化版本。電荷泵驅動引腳 (CPD) 由直接使用源自 XIN 頻率的時鐘 (CPCLK) 驅動。CS5521/22/23/24/28 器件使用 XIN/2/ 時鐘。調節器環路將電荷存儲電容器上生成的電壓幅度與 VA+ 電源幅度的比例進行比較。該環路旨在將 NBV 上的電壓調節為 –[VA +/2.38] V。請注意，如果芯片的 VA+ 電源電壓高于 +5 V，則 NBV 上的電荷泵產生的電壓將為成比例地更負面。當 NBV 引腳上的電壓達到適當的幅度時，電荷泵時鐘周期將被刪除。調節環路將 CPD 引腳的脈沖率保持在平均頻率，從而產生適當的輸出電壓。CPD 驅動器輸出由 VD+ 電源供電，如圖 4 所示。這可以是 +5 V 或 +3 V。圖 4 中所示的二極管電荷泵適用于 +5 V 電源。肖特基二極管 D3 可確保 NBV 引腳的電壓降不會超過接地電壓。這確保了調節器環路的正確啟動。