該ADS7042是一款 12 位、1 MSPS 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC）。該器件支持寬模擬輸入電壓范圍（1.65 V 至 3.6 V），并包括一個基于電容器的逐次逼近寄存器 （SAR） ADC，具有固有的采樣保持電路。SPI兼容串行接口由CS和SCLK信號控制。輸入信號使用 CS 下降沿進行采樣，SCLK 用于轉(zhuǎn)換和串行數(shù)據(jù)輸出。該器件支持寬數(shù)字電源范圍（1.65 V 至 3.6 V），可直接連接到各種主機控制器。該ADS7042符合正常 DVDD 范圍（1.65 V 至 1.95 V）的 JESD8-7A 標(biāo)準(zhǔn)。

該ADS7042采用8引腳、微型、引線和X2QFN封裝，額定工作溫度范圍為–40°C至125°C。 該器件的微型外形和極低的功耗使該器件適用于空間受限的電池供電應(yīng)用。
*附件：ads7042.pdf

特性

• 業(yè)界首款功耗為納瓦的 SAR ADC：
  • 234 μW（1 MSPS），1.8V AVDD
  • 690 μW（1 MSPS），3V AVDD
  • 69 μW（100 kSPS），3V AVDD
  • 1 kSPS 時小于 1 μW，采用 3V AVDD
• 業(yè)界最小的 SAR ADC：
  • X2QFN-8 封裝，2.25mm^2^腳印
• 1-MSPS 吞吐量，零數(shù)據(jù)延遲
• 工作范圍廣：
  • AVDD：1.65 V 至 3.6 V
  • DVDD：1.65 V 至 3.6 V（獨立于 AVDD）
  • 溫度范圍：–40°C 至 125°C
• 卓越的性能：
  • 12 位分辨率，帶 NMC
  • ±1-LSB（最大值）DNL 和 INL
  • 70dB 信噪比，3V AVDD
  • –80dB THD，3V AVDD
• 單極性輸入范圍：0 V 至 AVDD
• 集成偏移校準(zhǔn)
• SPI?兼容串行接口：16 MHz
• 符合 JESD8-7A 標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字 I/O

參數(shù)

方框圖

ADS7042 是德州儀器推出的超微功耗、超小尺寸 12 位 SAR ADC，核心優(yōu)勢為納瓦級功耗、1 MSPS 采樣速率及零數(shù)據(jù)延遲，適用于電池供電、空間受限的便攜式設(shè)備與傳感器數(shù)據(jù)采集場景。

一、核心產(chǎn)品參數(shù)

1. 基礎(chǔ)規(guī)格

• 分辨率與通道：12 位分辨率，無丟失碼；單端模擬輸入，支持 AINP（0AVDD）與 AINM（-0.10.1 V）差分采樣
• 采樣與轉(zhuǎn)換性能：最高 1 MSPS 吞吐量，零數(shù)據(jù)延遲；采集時間 200 ns，轉(zhuǎn)換時間依賴 SCLK 頻率（12.5×tSCLK + tSU_CSCK）
• 封裝與溫度：8 引腳 X2QFN（1.5mm×1.5mm）或 VSSOP（2.3mm×2.0mm）封裝，工作溫度 -40°C 至 125°C
• 電源與功耗：模擬 / 數(shù)字電源獨立（1.65~3.6 V）；3 V 時 1 MSPS 功耗 690 μW，1 kSPS 功耗＜1 μW，1.8 V 時 1 MSPS 功耗僅 234 μW

2. 輸入與性能特性

• 輸入范圍：單極性 0AVDD，AVDD 兼作參考電壓，滿量程范圍隨 AVDD 變化（1.653.6 V）
• 靜態(tài)性能：INL 最大 ±1 LSB（3 V 時）、±2 LSB（1.8 V 時）；DNL 最大 ±1 LSB；支持集成偏移校準(zhǔn)，校準(zhǔn)后偏移誤差 ±0.5~±1 LSB
• 動態(tài)性能：3 V 時 SNR 典型 70 dB、THD 典型 -80 dB、SFDR 典型 80 dB；全功率帶寬 25 MHz
• 輸入特性：采樣電容 15 pF，輸入泄漏電流極小，兼容 JESD8-7A 數(shù)字 I/O 標(biāo)準(zhǔn)

3. 接口與控制

• 數(shù)字接口：SPI 兼容串行接口（CS、SCLK、SDO），SCLK 頻率 0.016~16 MHz；數(shù)據(jù)格式為 2 個前導(dǎo) 0 + 12 位轉(zhuǎn)換結(jié)果（MSB 優(yōu)先）
• 校準(zhǔn)功能：支持上電自動校準(zhǔn)與運行中校準(zhǔn)，校準(zhǔn)需 16~32 個 SCLK 周期，校準(zhǔn)結(jié)果存儲于內(nèi)部偏移寄存器

二、關(guān)鍵功能特性

1. 低功耗優(yōu)化

• 功耗隨采樣率線性降低，低采樣率場景（如 10 kSPS）功耗可低至 7 μW，適配長續(xù)航電池供電設(shè)備
• 數(shù)字電源（DVDD）可獨立降至 1.65 V，進一步降低系統(tǒng)功耗；SDO 引腳三態(tài)設(shè)計減少無效功耗

2. 靈活校準(zhǔn)機制

• 上電校準(zhǔn)：首次 CS 下降沿觸發(fā)，需 16 個 SCLK 周期，校準(zhǔn)期間 SDO 輸出低電平
• 運行中校準(zhǔn)：單幀內(nèi)提供 32 個 SCLK 周期即可觸發(fā)，前 14 個周期輸出當(dāng)前采樣數(shù)據(jù)，后 18 個周期執(zhí)行校準(zhǔn)

3. 極簡系統(tǒng)集成

• 無需外部參考源：AVDD 直接作為參考電壓，僅需 1 μF 低 ESR 陶瓷電容 decoupling
• 小尺寸優(yōu)勢：X2QFN 封裝面積僅 2.25 mm2，小于 0805 貼片元件，適配空間受限場景

三、典型應(yīng)用場景

• 便攜式醫(yī)療設(shè)備：血糖儀、穿戴式健康監(jiān)測設(shè)備
• 電池供電設(shè)備：手持儀器、無線傳感器節(jié)點、低功耗 DAQ 系統(tǒng)
• 工業(yè)與消費電子：電機控制、超聲波流量計、硬盤驅(qū)動、液位傳感器

四、設(shè)計與使用建議

1. 輸入與參考設(shè)計

• 輸入驅(qū)動：低采樣率（≤10 kSPS）可直接連接傳感器；高采樣率需搭配低噪聲運放（如 OPA314/OPA835），前端添加 RC 抗混疊濾波器（CFLT≥300 pF，平衡穩(wěn)定性與失真）
• 參考電路：AVDD 需使用低噪聲、低輸出阻抗穩(wěn)壓器（如 TPS79101），就近配置 1 μF 陶瓷電容，最小容量不低于 200 nF

2. 電源與功耗優(yōu)化

• 電源配置：模擬 / 數(shù)字電源分別 decoupling，DVDD 盡量取最低值（1.65 V），減少 SDO 引腳負載電容（≤20 pF）
• 采樣率適配：根據(jù)需求選擇最優(yōu)采樣率，避免過度設(shè)計導(dǎo)致功耗浪費

3. PCB 布局要點

• 分區(qū)設(shè)計：劃分模擬 / 數(shù)字區(qū)域，模擬輸入與電源路徑遠離數(shù)字噪聲源
• 接地與布線：采用接地平面，AVDD/DVDD 電容緊靠引腳，無過孔；模擬輸入線短而粗，減少寄生參數(shù)