該ADS1018是一款精密、低功耗、12 位、無噪聲的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC），采用超小型、無引腳 X2QFN-10 或 VSSOP-10 封裝，提供測量最常見傳感器信號所需的所有功能。該ADS1018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 的寬電源范圍使該ADS1018非常適合功率和空間受限的傳感器測量應(yīng)用。
*附件：ads1018.pdf

該ADS1018以高達(dá)每秒 3300 個樣本 （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，允許以高分辨率測量大信號和小信號。輸入多路復(fù)用器（多路復(fù)用器）允許測量兩個差分或四個單端輸入。高精度溫度傳感器用于系統(tǒng)級溫度監(jiān)測，或熱電偶的冷端補(bǔ)償。

ADS1018在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下運(yùn)行，也可以在轉(zhuǎn)換后自動關(guān)閉的單次模式下運(yùn)行。單次模式可顯著降低空閑期間的電流消耗。數(shù)據(jù)通過串行外設(shè)接口 （SPI?） 傳輸。

特性

• 超小型 X2QFN 封裝
  2 mm × 1.5 mm × 0.4 mm
• 12 位無噪聲分辨率
• 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：自動掉電
• 可編程數(shù)據(jù)速率：128 SPS 至 3300 SPS
• 單周期建立
• 內(nèi)部低漂移基準(zhǔn)電壓源
• 內(nèi)部溫度傳感器：
  2°C（最大值）誤差
• 內(nèi)部振蕩器
• 內(nèi)部 PGA
• 四個單端或兩個差分輸入
• 指定溫度：–40°C 至 +125°C

參數(shù)

方框圖

一、產(chǎn)品概述

ADS1018 是德州儀器（TI）推出的超小型低功耗 12 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），核心優(yōu)勢為集成度高、功耗低、封裝小巧，內(nèi)置可編程增益放大器（PGA）、電壓基準(zhǔn)、振蕩器及高精度溫度傳感器，適用于溫度測量、便攜式儀器、工業(yè)自動化等對功耗和空間敏感的場景。文檔版本為 SBAS526D，最初發(fā)布于 2012 年 11 月，2019 年 9 月修訂，工作溫度范圍 - 40°C 至 125°C。

二、核心參數(shù)與性能特性

1. 基礎(chǔ)規(guī)格

• 分辨率與采樣率 ：12 位無失碼分辨率，采樣率可編程（128 SPS-3300 SPS），單周期建立時間，適配不同速率需求。
• 輸入與增益 ：支持 4 路單端或 2 路差分輸入，PGA 可編程增益對應(yīng)滿量程范圍（FSR）±0.256 V 至 ±6.144 V，最小 LSB 尺寸 0.125 mV，適配大小信號測量。
• 精度指標(biāo) ：積分非線性（INL）最大 0.5 LSB，偏移誤差最大 ±0.5 LSB，增益誤差最大 0.25%，溫度傳感器誤差最大 ±2°C，測量精度優(yōu)異。

2. 供電與功耗

• 供電范圍 ：單電源 2 V-5.5 V，絕對最大供電電壓 7 V，適配多種電源場景。
• 功耗表現(xiàn) ：連續(xù)模式功耗僅 150 μA（典型值），單觸發(fā)模式自動掉電，掉電電流低至 0.5 μA（典型值），功耗控制出色。

3. 封裝與環(huán)境適應(yīng)性

• 封裝類型 ：提供 10 引腳 X2QFN（尺寸 1.50 mm×2.00 mm）和 10 引腳 VSSOP（尺寸 3.00 mm×3.00 mm）兩種小型封裝，滿足空間受限場景。
• 可靠性 ：ESD 防護(hù)電壓 ±4000 V（人體模型 HBM）、±1000 V（充電器件模型 CDM）；結(jié)溫最高 150°C，熱穩(wěn)定性良好。

4. 接口特性

• 通信接口 ：兼容 SPI 協(xié)議，支持 3 線或 4 線模式，DOUT/DRDY 引腳兼具數(shù)據(jù)輸出和數(shù)據(jù)就緒指示功能，簡化時序控制。
• 數(shù)據(jù)格式 ：12 位二進(jìn)制補(bǔ)碼輸出，左對齊于 16 位數(shù)據(jù)字，支持 16 位或 32 位數(shù)據(jù)傳輸周期，32 位模式可同步讀取配置寄存器。

三、工作模式與功能原理

1. 核心架構(gòu)

基于 ΔΣ 調(diào)制器架構(gòu)，集成輸入多路選擇器、PGA、內(nèi)部基準(zhǔn)和數(shù)字濾波器，無需外部時鐘和基準(zhǔn)器件，簡化外圍電路；內(nèi)置溫度傳感器可用于系統(tǒng)測溫或熱電偶冷端補(bǔ)償。

2. 主要工作模式

• 連續(xù)轉(zhuǎn)換模式 ：持續(xù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后自動更新數(shù)據(jù)寄存器，適用于高速連續(xù)采樣場景。
• 單觸發(fā)模式 ：收到觸發(fā)指令后執(zhí)行一次轉(zhuǎn)換，完成后自動掉電，顯著降低空閑期功耗，適配周期性采樣需求。
• 溫度傳感器模式 ：通過配置寄存器啟用，溫度數(shù)據(jù)以 12 位結(jié)果輸出，分辨率 0.125°C，支持 - 40°C 至 125°C 測溫。

3. 關(guān)鍵功能細(xì)節(jié)

• 集成外設(shè) ：內(nèi)置低漂移電壓基準(zhǔn)（無需外部基準(zhǔn)）、1 MHz 振蕩器（無需外部時鐘），減少外部元器件數(shù)量。
• 靈活配置 ：通過配置寄存器可設(shè)置輸入通道、增益、采樣率、工作模式等參數(shù)，支持自定義測量方案。
• 數(shù)據(jù)就緒指示 ：DOUT/DRDY 引腳低電平表示轉(zhuǎn)換完成，可直接觸發(fā)微控制器讀取數(shù)據(jù)，簡化同步邏輯。

四、應(yīng)用場景與設(shè)計(jì)建議

1. 典型應(yīng)用領(lǐng)域

• 溫度測量（熱電偶、熱敏電阻、冷端補(bǔ)償）、便攜式儀器、工廠自動化與過程控制、傳感器信號采集等。

2. 設(shè)計(jì)關(guān)鍵要點(diǎn)

• 電源設(shè)計(jì) ：VDD 引腳需就近并聯(lián) 0.1 μF 去耦電容，推薦使用多層陶瓷電容（MLCC），降低電源噪聲影響。
• 輸入設(shè)計(jì) ：模擬輸入需避免超壓（范圍 GND-0.3 V 至 VDD+0.3 V），建議添加 RC 濾波電路抑制噪聲和混疊，濾波電阻值建議低于 1 kΩ 以減少誤差。
• 布線建議 ：分離模擬與數(shù)字電路區(qū)域，采用完整地平面，避免數(shù)字信號干擾模擬輸入；溫度傳感器應(yīng)用需保證冷端熱穩(wěn)定性，優(yōu)化 PCB 布局減少熱梯度。