ADS8681、ADS8685和ADS8689屬于基于逐次逼近 （SAR） 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC） 的集成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)系列。這些器件具有高速、高精度 SAR ADC、集成模擬前端 （AFE） 輸入驅(qū)動(dòng)電路、高達(dá) ±20 V 的過壓保護(hù)電路以及具有極低溫度漂移的片內(nèi) 4.096V 基準(zhǔn)電壓源。

這些器件采用單 5V 模擬電源供電，但支持 ±12.288 V、±6.144 V、±10.24 V、±5.12 V 和 ±2.56 V 的真正雙極性輸入范圍，以及 0 V 至 12.288 V、0 V 至 10.24 V、0 V 至 6.144 V 和 0 V 至 5.12 V 的單極性輸入范圍。增益和失調(diào)誤差在每個(gè)輸入范圍的指定值內(nèi)精確調(diào)整，以確保高直流精度。輸入范圍選擇通過器件內(nèi)部寄存器的軟件編程完成。無論所選輸入范圍如何，這些器件都提供高電阻輸入阻抗（≥ 1 MΩ）。
*附件：ads8685.pdf

多SPI數(shù)字接口向后兼容傳統(tǒng)SPI協(xié)議。此外，可配置的功能簡(jiǎn)化了與各種主機(jī)控制器的接口。

特性

• 16 位 ADC，集成模擬前端
• 高速：
  • ADS8681：1 MSPS
  • ADS8685：500 kSPS
  • ADS8689：100 kSPS
• 軟件可編程輸入范圍：
  • 雙極性范圍：±12.288 V、±10.24 V、±6.144 V、±5.12 V 和 ±2.56 V
  • 單極性范圍：0 V–12.288 V、0 V–10.24 V、0 V–6.144 V 和 0 V–5.12 V
• 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
• 片內(nèi)4.096V基準(zhǔn)電壓源，具有低漂移
• 卓越的性能：
  • DNL：±0.4 LSB;INL：±0.5 LSB
  • 信噪比：92分貝;總諧失真：–107 分貝
• ALARM →高、低閾值
• 帶菊花鏈的多SPI?接口
• 擴(kuò)展的工業(yè)溫度范圍：–40°C 至 +125°C

參數(shù)

方框圖

ADS868x 是德州儀器推出的超高精度集成式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAQ）系列，包含 ADS8681、ADS8685、ADS8689 三個(gè)型號(hào)，以 16 位 SAR ADC 為核心，集成模擬前端、過壓保護(hù)和低漂移基準(zhǔn)源，支持寬范圍可編程輸入，專為半導(dǎo)體測(cè)試、伺服驅(qū)動(dòng)控制、高精度模擬輸入模塊等場(chǎng)景設(shè)計(jì)。

一、核心特性與關(guān)鍵參數(shù)

1. 基礎(chǔ)性能

• 分辨率與采樣率：16 位分辨率無丟失碼；ADS8681 最高 1 MSPS，ADS8685 最高 500 kSPS，ADS8689 最高 100 kSPS。
• 輸入范圍：軟件可編程雙極性（±2.56 V 至 ±12.288 V）和單極性（0 V 至 5.12 V 至 12.288 V）輸入，輸入阻抗 ≥1 MΩ，不受采樣率影響。
• 精度與動(dòng)態(tài)性能：DNL ±0.4 LSB，INL ±0.5 LSB；SNR 92 dB，THD -107 dB，SFDR 114 dB（ADS8685/8689），失真抑制和噪聲性能優(yōu)異，精度行業(yè)領(lǐng)先。

2. 核心功能

• 集成保護(hù)與基準(zhǔn)：輸入過壓保護(hù)達(dá) ±20 V（AVDD=5 V 時(shí)），AVDD 懸浮時(shí)為 ±15 V；片上 4.096 V 基準(zhǔn)源，溫度漂移低至 4 ppm/°C（TSSOP 封裝）。
• 接口特性：multiSPI 接口，兼容標(biāo)準(zhǔn) SPI 協(xié)議，支持菊花鏈拓?fù)浜碗p SDO 輸出，最高 SCLK 頻率 66.67 MHz，適配多設(shè)備組網(wǎng)和高速數(shù)據(jù)傳輸。
• 報(bào)警功能：支持輸入電壓高低閾值報(bào)警（可編程閾值與滯回）和 AVDD 電源電壓監(jiān)控報(bào)警（固定閾值 4.7 V/5.3 V），報(bào)警信號(hào)可通過引腳、寄存器或數(shù)據(jù)幀輸出。

3. 供電與功耗

• 供電電壓：模擬電源 AVDD 4.75 V-5.25 V，數(shù)字電源 DVDD 1.65 V-AVDD，支持獨(dú)立供電。
• 功耗模式：支持 NAP 低功耗模式和深度掉電模式，掉電模式功耗低至 10 μA，平衡高精度與低功耗需求。

二、產(chǎn)品型號(hào)差異

三、應(yīng)用場(chǎng)景

適用于半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備、伺服驅(qū)動(dòng)控制模塊、高精度模擬輸入模塊、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAQ）等場(chǎng)景，尤其適配需要超高精度、寬輸入范圍、高抗干擾的工業(yè)控制和測(cè)試測(cè)量需求。

四、設(shè)計(jì)與使用建議

1. 電源與去耦

• 模擬電源（AVDD）和數(shù)字電源（DVDD）需分開布線，就近放置 1 μF 陶瓷去耦電容和 10 μF 電解電容，減少噪聲耦合。
• 基準(zhǔn)源引腳（REFIO、REFCAP）需單獨(dú)去耦，REFIO 搭配 4.7 μF 電容，REFCAP 搭配 10 μF 電容，保證基準(zhǔn)穩(wěn)定性和低噪聲。

2. 輸入與保護(hù)

• 輸入信號(hào)需匹配源阻抗，AIN_P 與 AIN_GND 引腳對(duì)稱布線，減少地電位差影響，提升直流精度。
• 雖內(nèi)置過壓保護(hù)，但建議外部增加 ESD 和浪涌保護(hù)器件，避免長(zhǎng)時(shí)間過壓或瞬態(tài)沖擊損壞，尤其適配半導(dǎo)體測(cè)試等復(fù)雜環(huán)境。

3. 布局要點(diǎn)

• 區(qū)分模擬與數(shù)字區(qū)域，采用單點(diǎn)接地平面，模擬信號(hào)遠(yuǎn)離數(shù)字信號(hào)線，減少串?dāng)_。
• 所有接地引腳通過短路徑連接到地平面，去耦電容緊貼電源引腳，避免過孔；REFIO 和 REFCAP 電容直接連接引腳，無額外布線，降低阻抗。

五、封裝與訂購信息

• 封裝規(guī)格：提供 16 引腳 TSSOP（PW）和 16 引腳 WQFN（RUM）兩種封裝，TSSOP 尺寸 5.00 mm×4.40 mm，WQFN 尺寸 4.00 mm×4.00 mm，適配不同密度 PCB 布局。
• 訂購型號(hào)：批量供應(yīng)型號(hào)如 ADS8681IPWR（2000 個(gè) / 卷，TSSOP）、ADS8681IRUMR（3000 個(gè) / 卷，WQFN），符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，MSL 等級(jí) 3（TSSOP）/1（WQFN），峰值回流溫度 260°C。

六、寄存器與配置

• 核心寄存器：涵蓋設(shè)備 ID、復(fù)位與功耗控制、輸入范圍選擇、報(bào)警閾值設(shè)置等 9 個(gè)配置寄存器，支持通過 SPI 讀寫配置。
• 配置靈活：可通過寄存器選擇輸入范圍、接口協(xié)議、報(bào)警使能、低功耗模式等，輸出數(shù)據(jù)可附加設(shè)備地址、報(bào)警標(biāo)志、輸入范圍等信息，適配復(fù)雜系統(tǒng)集成。