ADS816x 是 16 位、8 通道、高精度逐次逼近寄存器 （SAR） 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC） 系列。ADC采用5V單電源供電，總吞吐量為1MSPS （ADS8168）、500kSPS （ADS8167）和250kSPS （ADS8166）。

輸入多路復用器支持延長建立時間，這使得驅(qū)動模擬輸入變得更加容易。多路復用器和ADC模擬輸入的輸出可用作器件引腳。這種配置允許將一個ADC驅(qū)動器運算放大器用于多路復用器的所有八個模擬輸入。
*附件：ads8166.pdf

ADS816x具有數(shù)字窗口比較器，每個模擬輸入通道具有可編程的高低報警閾值。具有可編程報警閾值的單運算放大器解決方案可實現(xiàn)低功耗、低成本和最小外形尺寸的應用。

特性

• 緊湊型低功耗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：
  • 多路復用器分線支持單個外部驅(qū)動放大器
  • 16位SAR ADC
  • 低漂移集成基準電壓源和緩沖器
  • 0.5 × VREF 輸出，用于模擬輸入直流偏置
• 優(yōu)異的交流和直流性能：
  • 信噪比：92dB，總諧波擾：–110dB
  • INL：±0.3LSB，16位無缺碼
• 帶通道定序器的多路復用器：
  • 多通道排序選項：
    • 手動模式、動態(tài)模式、自動序列模式、自定義通道排序
  • 具有動態(tài)模式的快速響應時間
• 系統(tǒng)監(jiān)控功能：
  • 每通道可編程窗口比較器
  • 通過可編程遲滯避免誤觸發(fā)
• 增強型SPI數(shù)字接口：
  • 1MSPS 吞吐量，16MHz SCLK
  • 高速、50MHz 數(shù)字接口
• 工作范圍廣：
  • 外部VREF輸入范圍：2.5V至5V
  • AVDD 范圍為 3V 至 5.5V
  • DVDD 從 1.65V 到 5.5V
  • –40°C 至 +125°C 溫度范圍

參數(shù)

方框圖

ADS816x 系列是德州儀器推出的 8 通道 16 位逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（SAR ADC），核心優(yōu)勢為高精度、低功耗與靈活的通道 sequencing 功能，集成內(nèi)部參考源與緩沖器，支持直接傳感器接口，適用于數(shù)據(jù)采集（DAQ）、工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備等多通道信號采集場景。

一、核心產(chǎn)品特性與參數(shù)

1. 分辨率與精度

• 全系列為 16 位分辨率，無丟失碼，積分非線性誤差（INL）最大 ±0.8 LSB，微分非線性誤差（DNL）最大 ±0.5 LSB，精度表現(xiàn)優(yōu)異。
• 交流性能突出：信噪比（SNR）典型值 93.6 dB，總諧波失真（THD）低至 - 110 dB，無雜散動態(tài)范圍（SFDR）達 112 dB，通道隔離串擾 - 115 dB，信號完整性佳。

2. 采樣速率與輸入配置

• 三款型號采樣速率不同：ADS8168（1MSPS）、ADS8167（500kSPS）、ADS8166（250kSPS），滿足不同速率需求。
• 輸入支持單端與偽差分模式，滿量程范圍 0VREF 或 ±VREF/2（VREF 為內(nèi)部 4.096V 或外部 2.5V5V），集成 REFby2 緩沖器（輸出 VREF/2），方便信號直流偏置。

3. 電源與環(huán)境

• 電源配置：模擬電源（AVDD）3V5.5V（內(nèi)部參考啟用時 4.5V5.5V），數(shù)字電源（DVDD）1.65V~5.5V，功耗低至 15mW（ADS8166），節(jié)能特性顯著。
• 工作溫度范圍 - 40°C~+125°C，結(jié)溫最高 125°C，抗靜電性能優(yōu)異（HBM±2000V），適應嚴苛工業(yè)環(huán)境。

4. 接口與控制

• 支持增強型 SPI 接口，最高時鐘頻率 50MHz，兼容單 / 雙 SDO 輸出、時鐘重定時傳輸，支持 SPI-00/01/10/11 四種協(xié)議，適配不同控制器。
• 集成通道 sequencer，支持手動、即時切換（on-the-fly）、自動序列、自定義序列四種模式，靈活適配多通道輪詢采集需求。

二、關(guān)鍵功能與優(yōu)勢

1. 通道與參考源設(shè)計

• 多路復用器（MUX）采用 T 型開關(guān)結(jié)構(gòu)，降低通道串擾，支持單外部運放驅(qū)動所有 8 通道，簡化硬件設(shè)計。
• 內(nèi)置 4.096V 低漂移參考源（溫度漂移典型值 18 ppm/°C），支持外部參考輸入，REFby2 緩沖器可提供 2mA 驅(qū)動電流，滿足傳感器偏置需求。

2. 系統(tǒng)監(jiān)控與校準

• 每通道配備可編程數(shù)字窗口比較器，支持高 / 低閾值與滯回設(shè)置，通過 ALERT 引腳輸出異常信號，減少主機 CPU 干預。
• 提供偏移校準、參考源邊際調(diào)整寄存器，可補償外部參考電壓偏差，優(yōu)化系統(tǒng)精度。

3. 低功耗與靈活模式

• 支持模塊級掉電控制，可獨立關(guān)閉 ADC、參考源、緩沖器等模塊，靜態(tài)功耗最低 180μA，適配電池供電場景。
• 具備異步復位功能，復位后寄存器恢復默認值，通道選擇與序列配置可通過 SPI 靈活編程。

三、典型應用場景

1. 核心應用領(lǐng)域

• 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：多通道傳感器信號采集（如溫度、壓力、電流）、工業(yè)自動化監(jiān)測、實驗室儀器。
• 醫(yī)療設(shè)備：麻醉輸送系統(tǒng)、氣體分析儀、生理信號采集。
• 工業(yè)控制：混合模塊（AI/AO/DI/DO）、城域互聯(lián)設(shè)備信號監(jiān)測。

2. 典型應用電路

• 1MSPS 低失真 DAQ 電路 ：通過單外部運放（如 OPA320）驅(qū)動所有通道，配合 RC 濾波網(wǎng)絡，實現(xiàn)低噪聲、低失真信號采集，支持≤100kHz 輸入信號，SNR≥92dB，THD≤-108dB。

四、封裝與訂購信息

1. 封裝規(guī)格

• 采用 5mm×5mm 32 引腳 VQFN 封裝，底部帶散熱焊盤，需連接 PCB 接地平面優(yōu)化散熱，封裝小巧，利于高密度集成。

2. 訂購型號

• 主要型號：ADS8168IRHBR（3000 片 / 大卷帶）、ADS8168IRHBT（250 片 / 小卷帶），ADS8166/ADS8167 型號封裝規(guī)格一致，僅速率標識不同。
• 封裝特性：焊球材質(zhì)為 NIPDAU， moisture sensitivity level（MSL）等級 2（260°C 峰值回流，1 年存儲），符合 RoHS 標準，工作溫度 - 40°C~+125°C。

五、設(shè)計與使用建議

1. 電源與布局

• 各電源引腳就近放置 1μF 陶瓷去耦電容，AVDD 與 DVDD 需單獨布線，避免數(shù)字噪聲耦合至模擬部分。
• 模擬信號與數(shù)字信號分離布局，參考源引腳（REFIO/REFP/REFM）需靠近器件放置濾波電容，減少寄生參數(shù)影響。

2. 輸入與校準

• 直接傳感器接口時，需考慮多路復用器切換后的信號建立時間，高阻抗傳感器建議搭配緩沖器使用。
• 使用外部參考源時，通過 OFST_CAL 寄存器選擇最優(yōu)偏移校準配置，提升采樣精度。