該ADS9110是一款18位、2MSPS、逐次逼近寄存器（SAR）模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），具有增強(qiáng)的性能特性。高吞吐量使開發(fā)人員能夠?qū)斎?a target="_blank">信號進(jìn)行過采樣，以提高動態(tài)范圍和測量精度。該ADS9120是該ADS9110的引腳兼容、16位、2.5MSPS變體。

該ADS9110使用 TI 增強(qiáng)的 SPI 功能，提高了模擬性能，同時保持了高分辨率數(shù)據(jù)傳輸。增強(qiáng)的SPI使ADS9110能夠在較低的時鐘速度下實現(xiàn)高吞吐量，從而簡化電路板布局并降低系統(tǒng)成本。
*附件：ads9110.pdf

增強(qiáng)型SPI還簡化了主機(jī)數(shù)據(jù)的打卡，從而使該器件成為涉及FPGA和DSP的應(yīng)用的理想選擇。該ADS9110與標(biāo)準(zhǔn) SPI 接口兼容。該ADS9110具有內(nèi)部數(shù)據(jù)奇偶校驗功能，可附加到ADC數(shù)據(jù)輸出中。主機(jī)使用奇偶校驗位進(jìn)行ADC數(shù)據(jù)驗證，提高了系統(tǒng)可靠性。

該器件支持符合JESD8-7A標(biāo)準(zhǔn)的I/O、擴(kuò)展的工業(yè)溫度范圍，并采用節(jié)省空間的4mm×4mmVQFN封裝。

特性

• 采樣率：2 MSPS
• 無延遲輸出
• 優(yōu)異的直流和交流性能：
  • INL：±0.5 LSB
  • DNL：±0.75 LSB
  • 信噪比：100 dB，總諧波擾：–118 dB
• 寬輸入范圍：
  • 單極差分輸入范圍：±V裁判
  • V裁判輸入范圍：2.5 V 至 5 V，獨(dú)立于 AVDD
• 低功耗：
  • 2 MSPS 時為 9 mW（僅限 AVDD）
  • 2 MSPS 時為 15 mW（總計）
  • 靈活的低功耗模式支持功耗擴(kuò)展和吞吐量
• 增強(qiáng)型SPI（multiSPI?）數(shù)字接口
• 符合JESD8-7A標(biāo)準(zhǔn)的1.8V DVDD數(shù)字I/O
• 在擴(kuò)展溫度范圍內(nèi)完全額定：–40°C 至 +125°C
• 小尺寸：4 mm × 4 mm VQFN

參數(shù)

方框圖

ADS9110 是德州儀器推出的高分辨率、低功耗逐次逼近型（SAR）模數(shù)轉(zhuǎn)換器，核心優(yōu)勢是 18 位無失碼分辨率、優(yōu)異的直流精度與頻譜性能，支持靈活的多 SPI 接口協(xié)議及低功耗模式，適用于工業(yè)數(shù)據(jù)采集、精密測量、醫(yī)療設(shè)備等對精度和功耗要求均衡的場景。

一、核心性能與定位

• 精度與分辨率 ：18 位無失碼分辨率，積分非線性（INL）最大 ±1.85 LSB，微分非線性（DNL）最大 ±0.75 LSB；輸入失調(diào)誤差 ±1 mV，增益誤差 ±0.01% FS，溫漂系數(shù)低（失調(diào) 1 μV/°C、增益 0.25 ppm/°C），直流性能優(yōu)異。
• 頻譜與輸入特性 ：2 kHz 輸入時 SINAD 達(dá) 99.9 dB、SFDR 達(dá) 123 dBc、THD 低至 - 118 dB；支持單端 / 差分輸入，滿量程范圍 ±VREF（VREF 為 2.5V~5V），共模電壓范圍適配參考電壓中點(diǎn)，輸入帶寬適配 2 MSPS 采樣率。
• 速率與功耗 ：最高采樣率 2 MSPS，連續(xù)工作模式功耗僅 9 mW（1.8V 供電）；支持 NAP（500 μA）和 PD（1 μA）低功耗模式，適配低吞吐量場景節(jié)能需求。
• 環(huán)境適應(yīng)性 ：工作溫度 - 40℃125℃，抗靜電性能達(dá) HBM±2000V、CDM±500V；模擬 / 數(shù)字電源均為 1.65V1.95V，供電兼容性強(qiáng)。

二、關(guān)鍵功能與硬件特性

1. 集成功能模塊

• 內(nèi)置采樣保持電路，輸入電容典型值 60 pF，支持高速信號采集；需外部參考電壓（2.5V~5V），參考電流低至 1.25 mA，適配高精度參考源。
• 多 SPI 接口支持單 / 雙 / 四通道數(shù)據(jù)輸出，兼容標(biāo)準(zhǔn) SPI、源同步協(xié)議及 DDR 傳輸，SCLK 頻率最高 100 MHz，數(shù)據(jù)傳輸靈活高效；支持菊花鏈和星形拓?fù)洌m配多器件組網(wǎng)。
• 內(nèi)置奇偶校驗功能，可配置數(shù)據(jù)位寬與輸出模式，支持轉(zhuǎn)換結(jié)果、寄存器數(shù)據(jù)及測試模式輸出，適配不同系統(tǒng)校驗需求。

2. 工作模式

• 連續(xù)轉(zhuǎn)換模式：2 MSPS 滿速率采樣，適用于實時數(shù)據(jù)采集場景。
• 低功耗模式：NAP 模式在采集階段降低功耗，喚醒時間 300 ns；PD 模式深度掉電，喚醒時間 250 μs，兼顧節(jié)能與響應(yīng)速度。
• 配置模式：通過 4 個寄存器實現(xiàn)接口協(xié)議、功耗模式、數(shù)據(jù)格式等參數(shù)配置，支持寄存器讀寫與命令操作。

3. 封裝與引腳

• 采用 24 引腳 4mm×4mm VQFN 封裝，含熱焊盤（需接地優(yōu)化散熱）；引腳包括差分模擬輸入（AINP/AINM）、參考電壓輸入（REFP/REFM）、SPI 通信引腳（SCLK/SDI/SDO-x）及控制引腳（CONVST/CS/RST）。
• 模擬與數(shù)字電源分離（AVDD/DVDD），減少電源噪聲耦合；閑置引腳需懸空，避免額外干擾。

三、編程與配置

• 寄存器控制 ：4 個核心配置寄存器（PD_CNTL、SDI_CNTL、SDO_CNTL、DATA_CNTL），支持低功耗模式使能、接口協(xié)議選擇、數(shù)據(jù)格式配置等；命令支持 NOP、RD_REG、WR_REG，通過 20 位數(shù)據(jù)幀傳輸。
• 數(shù)據(jù)格式 ：輸出 18 位二進(jìn)制補(bǔ)碼，可附加奇偶校驗位；支持固定數(shù)據(jù)模式輸出（全 0、全 1、交替碼等），便于系統(tǒng)自檢。
• 接口特性 ：支持 4 種標(biāo)準(zhǔn) SPI 協(xié)議、源同步協(xié)議（內(nèi)部 / 外部時鐘），數(shù)據(jù)輸出寬度可配置（1/2/4 通道），支持 DDR 傳輸提升速率，適配不同控制器接口需求。

四、典型應(yīng)用場景

• 工業(yè)自動化：PLC 模擬量采集、過程控制傳感器信號轉(zhuǎn)換；
• 精密測量：萬用表、數(shù)據(jù)采集卡、應(yīng)變片 / 熱電偶信號調(diào)理；
• 醫(yī)療設(shè)備：生理信號檢測（如心電、血壓監(jiān)測）、醫(yī)療儀器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；
• 其他：低功耗便攜設(shè)備、電池供電的高精度測量模塊。

五、設(shè)計關(guān)鍵要點(diǎn)

1. 電源與去耦 ：模擬電源（AVDD）和數(shù)字電源（DVDD）需分別就近配置 1 μF 陶瓷去耦電容，避免電源噪聲串?dāng)_；參考電壓引腳需并聯(lián) 10 μF X7R 電容 + 1 kΩ 濾波電阻，降低參考噪聲。
2. 信號接口：模擬輸入建議串聯(lián) 10 Ω 電阻 + 900 pF C0G/NPO 電容組成抗混疊濾波，差分輸入走線長度匹配；輸入信號需保持在共模電壓范圍內(nèi)，避免超出絕對額定值。
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；熱焊盤可靠接地提升散熱；SPI 信號線遠(yuǎn)離模擬輸入路徑，減少數(shù)字噪聲耦合。
4. 低功耗優(yōu)化：低吞吐量場景啟用 NAP/PD 模式，通過寄存器配置使能；多器件組網(wǎng)優(yōu)先選擇星形拓?fù)洌苊饩栈ㄦ溄档拖到y(tǒng)吞吐量。