該ADS8688AT是一款基于16位逐次逼近（SAR）模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的8通道集成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，工作吞吐量高達(dá)500 kSPS。該器件為每個輸入通道提供集成模擬前端電路，具有高達(dá) ±20V 的過壓保護(hù)、具有自動和手動掃描模式的 8 通道多路復(fù)用器以及具有低溫漂移的集成 4.096V 基準(zhǔn)電壓源。
*附件：ads8688at.pdf

每個輸入通道采用單個 5V 模擬電源供電，可支持多個真正的雙極性和單極性輸入范圍。每個輸入范圍都是軟件可編程的，并且每個通道都獨(dú)立，從而實現(xiàn)最大的系統(tǒng)靈活性。模擬前端增益經(jīng)過精確調(diào)整，以確保所有輸入范圍的高直流精度。該器件為任何選定的輸入范圍提供 1MΩ 恒定電阻輸入阻抗，從而能夠?qū)?a target="_blank">傳感器直接連接到器件。

該ADS8688AT為數(shù)字主機(jī)提供了一個簡單的SPI兼容串行接口，還支持多個器件的菊花鏈連接。數(shù)字電源的工作電壓范圍為1.65 V至5.25 V，可直接連接到各種主機(jī)控制器。

特性

• 16位ADC，集成模擬前端
• 具有自動和手動掃描功能的 8 通道多路復(fù)用器
• 與通道無關(guān)的可編程輸入：
  • ±10.24 V、±5.12 V、±2.56 V、±1.28 V、±0.64 V
  • 10.24 伏、5.12 伏、2.56 伏、1.28 伏
• 5V 模擬電源：1.65V 至 5V I/O 電源
• 恒定電阻輸入阻抗：1 MΩ
• 輸入過壓保護(hù)：高達(dá) ±20 V
• 集成4.096V基準(zhǔn)電壓源，漂移為6 ppm/°C
• 卓越的性能：
  • 500 kSPS 聚合吞吐量
  • DNL：±0.5 LSB;INL：±0.75 LSB
  • 1 ppm/°C的增益誤差和失調(diào)漂移
  • 信噪比：92分貝;總諧失真：–102 分貝
  • 低功耗：65 mW
• AUX 輸入→直接連接到 ADC 輸入
• ALARM →每個通道的高閾值和低閾值
• 帶菊花鏈的SPI?兼容接口
• 溫度范圍：–55°C 至 +125°C
• TSSOP-38 封裝（9.7 mm × 4.4 mm）

參數(shù)

方框圖

ADS8688AT 是德州儀器推出的 8 通道 16 位逐次逼近型（SAR）模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），核心優(yōu)勢為高集成度、寬輸入范圍與高精度，集成模擬前端、基準(zhǔn)源與報警功能，支持 SPI 接口與菊花鏈級聯(lián)，適用于電力自動化、PLC 模擬輸入模塊、保護(hù)繼電器等工業(yè)數(shù)據(jù)采集場景。

一、核心產(chǎn)品特性與參數(shù)

1. 分辨率與精度

• 分辨率為 16 位，無丟失碼，微分非線性誤差（DNL）最大 ±0.5 LSB，積分非線性誤差（INL）最大 ±0.75 LSB，線性度優(yōu)異。
• 增益誤差最大 ±0.05% FSR，溫度漂移 1 ppm/°C；偏移誤差最大 ±2 mV，溫度漂移最低 1 ppm/°C，長期穩(wěn)定性強(qiáng)。
• 動態(tài)性能：信噪比（SNR）最高 92 dB，總諧波失真（THD）低至 - 102 dB，無雜散動態(tài)范圍（SFDR）達(dá) 103 dB，信號保真度高。

2. 通道與輸入配置

• 8 路模擬通道 + 1 路輔助通道，支持單端輸入，每通道可獨(dú)立配置輸入范圍，涵蓋雙極性（±10.24 V/±5.12 V 等 5 檔）與單極性（010.24 V/05.12 V 等 4 檔）。
• 輸入阻抗恒定 1 MΩ，不受采樣頻率與輸入范圍影響，支持直接傳感器連接；輸入過壓保護(hù)可達(dá) ±20 V（AVDD=5 V 時），抗干擾能力強(qiáng)。
• 集成二階低通濾波器（-3 dB 帶寬 15 kHz），有效抑制混疊噪聲。

3. 基準(zhǔn)源與采樣性能

• 內(nèi)置 4.096 V 精密基準(zhǔn)源，初始精度 ±1 mV，溫度漂移典型值 6 ppm/°C，支持外部基準(zhǔn)源輸入，適配靈活場景。
• 采樣速率：總吞吐量最高 500 kSPS（多通道共享），單通道轉(zhuǎn)換時間 850 ns，采集時間 1150 ns，響應(yīng)速度快。

4. 電源與環(huán)境

• 電源配置：模擬電源（AVDD）5 V（4.75 V5.25 V），數(shù)字電源（DVDD）1.65 V5.25 V，典型功耗 65 mW，待機(jī)電流 3 mA，掉電電流僅 20 μA。
• 工作溫度范圍 - 55°C~+125°C，采用 9.7mm×4.4mm 38 引腳 TSSOP 封裝，焊球材質(zhì) NIPDAU，符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，MSL 等級 2（260°C 峰值回流，1 年存儲）。

二、關(guān)鍵功能與優(yōu)勢

1. 靈活輸入與集成功能

• 通道獨(dú)立配置：每通道可單獨(dú)設(shè)置輸入范圍、報警閾值與 hysteresis，支持自動掃描（AUTO_RST）與手動選通（MAN_Ch_n）模式。
• 報警功能：每通道支持高低雙閾值報警，帶可編程遲滯，ALARM 引腳輸出報警信號，可通過寄存器讀取報警狀態(tài)，便于故障監(jiān)測。
• 輔助通道：額外提供 1 路直接輸入通道（0~VREF），16 位分辨率，適配特殊信號采集需求。

2. 接口與擴(kuò)展能力

• 高速 SPI 兼容接口：支持最高 17 MHz 時鐘速率，16 位命令 / 數(shù)據(jù)傳輸，支持菊花鏈級聯(lián)（DAISY 引腳）與星形拓?fù)?，最?4 個器件共享總線。
• 輸出格式靈活：可配置輸出數(shù)據(jù)是否包含通道地址、器件 ID 與輸入范圍信息，適配不同主機(jī)解析需求。

3. 低功耗與可靠性

• 多功耗模式：支持正常、待機(jī)（STDBY）與掉電（PWR_DN）模式，掉電時僅保留寄存器配置，喚醒時間 15 ms（內(nèi)置基準(zhǔn)源）。
• 抗串?dāng)_能力：通道隔離串?dāng)_達(dá) 110 dB，記憶串?dāng)_達(dá) 90 dB，多通道切換時信號干擾小。

三、典型應(yīng)用場景

1. 核心應(yīng)用領(lǐng)域

• 電力自動化：8 通道同步采集電網(wǎng)電壓 / 電流信號，通過相位補(bǔ)償算法實現(xiàn)高精度相位差測量，適配 50 Hz/60 Hz 工頻場景。
• PLC 模擬輸入模塊：作為 8 通道可編程輸入模塊核心，支持 020 mA/420 mA 電流信號與寬范圍電壓信號采集，符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
• 保護(hù)繼電器：快速采集多通道模擬量，通過報警功能實現(xiàn)過壓 / 過流快速響應(yīng)，保障設(shè)備安全。

2. 典型應(yīng)用電路

• 電力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ：每通道配置 RC 濾波電路，ADC 通過 SPI 連接 FPGA，實現(xiàn) 8 通道工頻信號同步采集與相位補(bǔ)償，滿足功率測量需求。
• PLC 模擬輸入模塊 ：結(jié)合數(shù)字隔離器（如 ISO7141CC）與隔離電源，實現(xiàn)模擬信號與數(shù)字系統(tǒng)隔離，適配工業(yè)強(qiáng)干擾環(huán)境。

四、設(shè)計與使用建議

1. 電源與布局

• 模擬電源與數(shù)字電源需就近放置去耦電容（AVDD 用 1 μF+10 μF，DVDD 用 10 μF），AGND 與 DGND 單點(diǎn)連接，減少地彈噪聲。
• 基準(zhǔn)源引腳（REFIO/REFCAP）需外接濾波電容（10 μF+22 μF），且避免過孔，降低基準(zhǔn)噪聲。

2. 配置與校準(zhǔn)

• 首次使用需配置通道輸入范圍、掃描模式與報警閾值，通過寄存器獨(dú)立設(shè)置每通道參數(shù)，適配混合信號采集場景。
• 高精度場景建議在工作溫度下進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)，利用輔助通道或短路輸入校準(zhǔn)偏移誤差，提升測量準(zhǔn)確性。

3. 接口與多器件配置

• SPI 接口需確保 CS 引腳時序滿足要求（低電平持續(xù)時間、時鐘建立 / 保持時間），多器件菊花鏈模式時，總時鐘周期為 16×N（N 為器件數(shù)量）。
• 數(shù)字信號線與模擬信號線分開布線，模擬輸入路徑盡量短，避免與功率線交叉，降低電磁干擾。