ADS1118-Q1 是一款精密、低功耗、16 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC），提供測(cè)量最常見(jiàn)傳感器信號(hào)所需的所有功能。ADS1118-Q1 集成了可編程增益放大器 （PGA）、基準(zhǔn)電壓源、振蕩器和高精度溫度傳感器。這些特性以及 2 V 至 5.5 V 的寬電源范圍使
ADS1118-Q1 非常適合功率和空間受限的傳感器測(cè)量應(yīng)用。
*附件：ads1118-q1.pdf

ADS1118-Q1 以高達(dá)每秒 860 個(gè)樣本 （SPS） 的數(shù)據(jù)速率執(zhí)行轉(zhuǎn)換。PGA 提供 ±256 mV 至 ±6.144 V 的輸入范圍，允許以高分辨率測(cè)量大信號(hào)和小信號(hào)。輸入多路復(fù)用器（多路復(fù)用器）允許測(cè)量?jī)蓚€(gè)差分或四個(gè)單端輸入。高精度溫度傳感器用于系統(tǒng)級(jí)溫度監(jiān)測(cè)，或熱電偶的冷端補(bǔ)償。

ADS1118-Q1 可以在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下運(yùn)行，也可以在轉(zhuǎn)換后自動(dòng)斷電的單次模式下運(yùn)行。單次模式可顯著降低空閑期間的電流消耗。數(shù)據(jù)通過(guò)串行外設(shè)接口 （SPI?） 傳輸。ADS1118-Q1的額定溫度范圍為–40°C至+125°C。

特性

• 符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)，適用于汽車應(yīng)用：
  • 溫度等級(jí) 1：–40°C 至 +125°C，T一個(gè)
• 功能安全功能
  • 可用于幫助功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文檔
• 寬電源范圍：2 V 至 5.5 V
• 低電流消耗：
  • 連續(xù)模式：僅 150 μA
  • 單次模式：自動(dòng)掉電
• 可編程數(shù)據(jù)速率：8 SPS至860 SPS
• 單周期穩(wěn)定
• 內(nèi)部低漂移基準(zhǔn)電壓源
• 內(nèi)部溫度傳感器：
  2°C（最大）誤差
• 內(nèi)部振蕩器
• 內(nèi)部 PGA
• 四個(gè)單端或兩個(gè)差分輸入

參數(shù)

方框圖

ADS1118-Q1 是德州儀器推出的汽車級(jí)高分辨率模數(shù)轉(zhuǎn)換器，核心優(yōu)勢(shì)是 16 位高精度、集成多功能模塊、低功耗運(yùn)行且通過(guò) AEC-Q100 認(rèn)證，適用于汽車電池管理、傳感器信號(hào)采集等對(duì)測(cè)量精度和環(huán)境適應(yīng)性有嚴(yán)格要求的場(chǎng)景。

一、核心性能與定位

• 精度與分辨率 ：16 位無(wú)失碼分辨率，積分非線性（INL）最大 1 LSB，增益誤差典型值 0.01%，偏移誤差 ±2 LSB，測(cè)量精度優(yōu)異；共模抑制比（CMRR）最高 105 dB，抗干擾能力強(qiáng)。
• 輸入與增益 ：支持 4 路單端或 2 路差分輸入，可編程增益放大器（PGA）提供 ±0.256V 至 ±6.144V 多檔滿量程范圍（FSR），適配不同幅度傳感器信號(hào)（如熱電偶、RTD）。
• 速率與功耗 ：采樣率可編程（8 SPS~860 SPS），連續(xù)模式功耗僅 150μA，單觸發(fā)模式自動(dòng)掉電，待機(jī)電流低至 0.5μA，兼顧高精度與低功耗需求。
• 環(huán)境適應(yīng)性 ：符合 AEC-Q100 1 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，工作溫度 - 40℃125℃，電源電壓范圍 2V5.5V，抗靜電性能達(dá) HBM±2000V、CDM±1000V，滿足汽車級(jí)可靠性要求。

二、關(guān)鍵功能與硬件特性

1. 集成功能模塊

• 內(nèi)置低漂移電壓基準(zhǔn)與 1MHz 振蕩器，無(wú)需外部基準(zhǔn)源和時(shí)鐘，簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)。
• 高精度溫度傳感器，測(cè)量范圍 - 40℃~125℃，誤差最大 ±2℃，分辨率 0.03125℃/LSB，支持熱電偶冷端補(bǔ)償，適配溫度相關(guān)測(cè)量場(chǎng)景。
• SPI 兼容串行接口，支持 16 位 / 32 位數(shù)據(jù)傳輸，DOUT/DRDY 引腳兼具數(shù)據(jù)輸出與轉(zhuǎn)換完成指示功能，支持多器件共享總線。

2. 工作模式

• 連續(xù)轉(zhuǎn)換模式：持續(xù)采樣并實(shí)時(shí)更新結(jié)果，適用于高頻數(shù)據(jù)采集場(chǎng)景。
• 單觸發(fā)模式：觸發(fā)一次轉(zhuǎn)換后自動(dòng)掉電，可通過(guò)占空比循環(huán)進(jìn)一步降低功耗，適配間歇采樣場(chǎng)景。
• 溫度傳感器模式：?jiǎn)为?dú)啟用內(nèi)部溫度傳感器，輸出 14 位溫度數(shù)據(jù)，支持二進(jìn)制補(bǔ)碼格式。

3. 封裝與引腳

• 采用 10 引腳 VSSOP 封裝（3mm×3mm），引腳包括 4 路模擬輸入（AIN0~AIN3）、SPI 通信引腳（SCLK、DIN、DOUT/DRDY、CS）及電源與地引腳，布局緊湊。
• 模擬輸入內(nèi)置 ESD 保護(hù)二極管，輸入電壓范圍為 GND-0.3V 至 VDD+0.3V，避免過(guò)壓損壞。

三、編程與配置

• 寄存器控制 ：通過(guò) 16 位配置寄存器（Config Register）設(shè)置輸入通道、增益、采樣率、工作模式等參數(shù)，復(fù)位默認(rèn)值為 058Bh。
• 數(shù)據(jù)格式 ：轉(zhuǎn)換結(jié)果為 16 位二進(jìn)制補(bǔ)碼，正滿量程輸出 7FFFh，負(fù)滿量程輸出 8000h，支持左對(duì)齊數(shù)據(jù)傳輸。
• 接口特性 ：SPI 工作模式 1（CPOL=0、CPHA=1），SCLK 低電平保持 30.8ms 可復(fù)位接口，支持 Config 寄存器實(shí)時(shí)讀回配置參數(shù)。

四、典型應(yīng)用場(chǎng)景

• 汽車電池管理系統(tǒng)、熱電偶 / RTD 溫度測(cè)量、壓力與應(yīng)變片傳感器信號(hào)采集；
• 汽車電化學(xué)氣體傳感器、顆粒物傳感器信號(hào)處理，尤其適配電源受限且對(duì)測(cè)量精度要求高的汽車電子場(chǎng)景。

五、設(shè)計(jì)關(guān)鍵要點(diǎn)

1. 電源與去耦 ：VDD 引腳就近配置 0.1μF 低 ESR 多層陶瓷去耦電容，減少電源噪聲，避免使用過(guò)孔連接電容，提升抗干擾性。
2. 信號(hào)接口：模擬輸入建議串聯(lián)≤1kΩ 電阻 + RC 濾波電路，抑制高頻噪聲與混疊；差分輸入需保證走線長(zhǎng)度匹配，減少共模噪聲轉(zhuǎn)化。
3. 布局規(guī)范：分離模擬與數(shù)字電路區(qū)域，采用完整接地平面，溫度傳感器相關(guān)電路需熱隔離，確保冷端補(bǔ)償精度；數(shù)字 traces 避免穿過(guò)模擬區(qū)域。
4. 多器件連接：多設(shè)備共用 SPI 總線時(shí)，通過(guò)獨(dú)立 CS 引腳選通，DOUT/DRDY 引腳默認(rèn)啟用上拉電阻，避免總線浮空。