Texas Instruments TLA2021IRUGT — 12-битный АЦП с интерфейсом I²C

Описание

TLA2021IRUGT — это компактный 12-битный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) производства Texas Instruments из семейства TLA202x. Микросхема предназначена для прецизионного измерения однопроводных (single-ended) сигналов и широко применяется в системах мониторинга питания, датчиках, портативных приборах и промышленной автоматике.

Ключевые особенности:

• Встроенный прецизионный источник опорного напряжения и осциллятор — не требуются внешние компоненты для базовой работы
• Интерфейс I²C (до 400 кГц, Fast Mode)
• 4 программируемых коэффициента усиления (PGA): ×1, ×2, ×4, ×8
• Однопроводный вход (1 канал, single-ended)
• Программируемая скорость выборки: 128, 250, 490, 920, 1600, 2400, 3300 SPS
• Встроенный температурный сенсор
• Напряжение питания: 2,0…5,5 В (широкий диапазон)
• Ультранизкое энергопотребление (непрерывный режим: ~150 мкА)
• Программируемая функция alert/comparator на выходе ALERT/RDY
• Рабочий диапазон температур: −40…+125 °C
• Корпус: VSSOP-10 (3 × 3 мм), маркировка RUG

Технические характеристики

| Параметр | Значение | |---|---| | Разрядность | 12 бит | | Число каналов | 1 (single-ended) | | Интерфейс | I²C, до 400 кГц | | Напряжение питания (VDD) | 2,0…5,5 В | | Опорное напряжение | Встроенное (VDD как опора, режимы ±2,048 В / ±4,096 В при PGA) | | Входной диапазон | Зависит от PGA: ±4,096 В … ±0,512 В | | Частота дискретизации | 128, 250, 490, 920, 1600, 2400, 3300 SPS (программно) | | Потребление (непр. режим) | ~150 мкА | | Потребление (shutdown) | ~0,5 мкА | | INL | ±1 LSB (тип.) | | Смещение | ±0,5 LSB | | Температурный сенсор | Встроенный | | Напряжение логики I²C | 1,8…5,5 В | | Рабочая температура | −40…+125 °C | | Корпус | 10-VSSOP (VSSOP-10, RUG) | | Адресация I²C | 4 варианта через ADDR (GND/VDD/SDA/SCL) — до 4 устройств на шине |

Распиновка (VSSOP-10)

| Pin | Название | Функция | |---|---|---| | 1 | SCL | Тактовая линия I²C | | 2 | ADDR | Выбор адреса I²C | | 3 | ALERT/RDY | Выход прерывания/готовности (open-drain) | | 4 | GND | Земля | | 5 | AIN0 | Аналоговый вход | | 6 | AIN1 | Не используется (NC для TLA2021) | | 7 | NC | — | | 8 | NC | — | | 9 | VDD | Питание | | 10 | SDA | Данные I²C |

Примечание: в TLA2021 используется только AIN0 (single-ended). Остальные входы AIN1–AIN3 присутствуют в моделях TLA2022 (2 канала) и TLA2024 (4 канала).

Парт-номера семейства TLA202x

| Парт-номер | Каналы | Комментарий | |---|---|---| | TLA2021IRUGT | 1 | Для TLA2021 используются полные парт-номера: .TLA2021IRUGT и .TLA2021IRUGR — стандартные варианты DCK/RUG T/R | | TLA2021IRUGR | 1 | Лента-рулон (reel), mini-reel | | TLA2021IRUGTEVM | 1 | Оценочный модуль | | TLA2022IRUGT / TLA2022IRUGR | 2 | 2-канальный вариант | | TLA2024IRUGT / TLA2024IRUGR | 4 | 4-канальный вариант | | TLA2021EVM-PDK | — | Оценочный комплект с платой PDK | | BOOSTXL-ADS1x15 | — | Совместимый BoosterPack (для ADS1015/ADS1115 и аналогов) |

Формат: TLA2021IRUGT = TLA2021 (модель) + I (пром.) + RUG (корпус VSSOP-10) + T (упаковка tube / стандарт T&R).

Совместимые и аналоговые модели

Продукты того же функционального класса (лучшие замены/родственники):

| Микросхема | Разрядность | Каналы | Примечание | |---|---|---|---| | ADS1015 | 12 бит | 4 (дифф./SE) | 4-канальный аналог, pins PA, отличается форматом входа | | ADS1115 | 16 бит | 4 | Pin-to-pin аналог для 16 бит (в корпусе VSSOP-10 / WQFN) | | ADS1113 / ADS1114 / ADS1115 | 16 бит | 0/1/4 | Прямые апгрейды по разрядности | | ADS1013 / ADS1014 / ADS1015 | 12 бит | ±1 канал, 1, 4 | 12-битные родичи семейства | | TLA2022 / TLA2024 | 12 бит | 2 / 4 | Прямые аналоги с иным числом входов (тот же корпус/пины SDA), но НЕ pin-compatible с TLA2021 | | MCP3422 / MCP3424 | 18 бит | 2 / 4 | Конкуренты Microchip с I²C, иной корпус и распиновка | | MAX11612–MAX11617 | 12 бит | 4 | Альтернатива Maxim, FAST-mode I²C |

Совместимость по дизайну

• Pin-to-pin замены: ADS1115 (16 бит), ADS1015 — при условии поддержки тех же адресных пинов и напряжений (ADS1x15 работают от 2,0–5,5 В, в VSSOP-10 совместимы по выводам с серии ADS/TLA1015A).
• Платы и среды разработки: BoosterPack™ от TI (BOOSTXL-ADS1x15) рассчитана на сигнатуру TLA2024 / ADS1115, но содержит TLA2024 и совместима по протоколу I²C с TLA2021.
• Уровни: 12C-шина VDD → при использовании на 3,3 В система совместима без внешних компонентов; для 5 В убедиться, что SDA/SCL толерантны к тому же уровню.

Применение

• Мониторинг аккумуляторов и источников питания
• Портативные медицинские и носимые устройства
• Датчики давления, температуры, тока
• Системы промышленного контроля
• Устройства IoT с малым питанием

Краткая итоговая формула

TLA2021IRUGT = 12-битный, 1-channel, 3300 SPS, встроенный PGA + опора + температурный сенсор, I²C, VSSOP-10, промышленный температурный диапазон −40…+125 °C; полные парт-номера — TLA2021IRUGT (tube) и TLA2021IRUGR (reel), в той же серии TLA2022/TLA2024 для 2/4 каналов. Пик-ту-пик аналог — ADS1115 (16 бит).

Если нужна принципиальная схема подключения или код драйвера для Linux/STMicro/ESP — могу дописать отдельно.