ADS85x8 包含八個(gè)低功耗、12位、14位或16位的連續(xù)近似寄存器（SAR）轉(zhuǎn)換器，具有真正的雙極輸入。這些信道分為四對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)最高650 kSPS的同時(shí)高速信號(hào)采集。

設(shè)備支持可選的并行或串行接口，并具備菊花鏈功能?？?a target="_blank">編程參考系統(tǒng)允許處理振幅高達(dá)±12 V的模擬輸入信號(hào)。

ADS85x8系列支持自動(dòng)睡眠模式以實(shí)現(xiàn)最小功耗，并提供64針VQFN和LQFP兩種封裝。整個(gè)家族的溫度范圍為-40°C至+125°C。
*附件：ads8528.pdf

特性

• 12位、14位和16位的引腳和軟件兼容ADC家族
• 每信道最大數(shù)據(jù)速率：
  • ADS8528：650千每秒（PAR）或
    480千每秒（SER）
  • ADS8548：600千每秒（PAR）或
    450千每秒（比分）
  • ADS8568：510千每秒（PAR）或
    400千千每秒（比分）
• 卓越的交流表現(xiàn)：
  • 信噪比：
    ADS8528：73.9 dB，ADS8548：85 dB，ADS8568：91.5 dB
  • 總諧波失真：
    ADS8528：–89 dB，ADS8548：–91 dB，ADS8568：–94 dB
• 可編程緩沖內(nèi)部參考：
  0.5 V–2.5 V 或 0.5 V–3.0 V 支持最高±12 V的輸入電壓范圍
• 可選并行或串行接口
• 使用自動(dòng)睡眠模式實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展低功耗作：僅32毫瓦，轉(zhuǎn)速10千每秒
• 在擴(kuò)展工業(yè)溫度范圍內(nèi)完全指定

參數(shù)

方框圖

ADS85x8 系列是德州儀器（TI）推出的 12/14/16 位 8 通道同步采樣 ADC 家族，包含 ADS8528（12 位）、ADS8548（14 位）、ADS8568（16 位）三款引腳與軟件兼容產(chǎn)品，支持并行 / 串行接口切換，具備可編程參考電壓與低功耗自動(dòng)休眠模式，專為工業(yè)數(shù)據(jù)采集、電力質(zhì)量監(jiān)測(cè)、多軸電機(jī)控制等場(chǎng)景設(shè)計(jì)。

一、芯片基礎(chǔ)信息與核心特性

1. 基礎(chǔ)規(guī)格

• 文檔與型號(hào) ：文檔編號(hào) SBAS543C，2011 年 8 月發(fā)布、2016 年 2 月修訂，三款產(chǎn)品引腳與軟件完全兼容，僅分辨率和性能指標(biāo)有差異。
• 供電與溫度 ：模擬電源（AVDD）4.5V-5.5V，數(shù)字電源（DVDD）2.7V-5.5V，高壓輸入電源（HVDD/HVSS）±5V-±16.5V；工作溫度 - 40°C 至 125°C，存儲(chǔ)溫度 - 65°C 至 150°C。
• 封裝與散熱 ：提供 64 引腳 VQFN（9mm×9mm）和 LQFP（10mm×10mm）兩種封裝，VQFN 封裝結(jié)到環(huán)境熱阻 22°C/W，LQFP 封裝 48.5°C/W，底部熱焊盤需焊接至 PCB 接地平面。

2. 核心性能指標(biāo)

• 分辨率與采樣率 ：ADS8528（12 位）并行接口 650 kSPS、串行 480 kSPS；ADS8548（14 位）并行 600 kSPS、串行 450 kSPS；ADS8568（16 位）并行 510 kSPS、串行 400 kSPS。
• AC 性能 ：ADS8528 SNR 73.9 dB、THD -89 dB；ADS8548 SNR 85 dB、THD -91 dB；ADS8568 SNR 91.5 dB、THD -94 dB，通道間隔離度 120 dB，保證多通道同步采集精度。
• 參考與輸入特性 ：內(nèi)置 2.5V/3.0V 可編程參考電壓（10 位 DAC 調(diào)節(jié)，步長(zhǎng) 2.44mV/2.93mV），支持外部參考輸入（0.5V-3.025V）；輸入電壓范圍 ±2VREF/±4VREF，最大支持 ±12V 輸入，輸入電容 10pF（±4VREF 模式）/20pF（±2VREF 模式）。
• 功耗優(yōu)化 ：最大采樣率下功耗 259.7mW-430.1mW（因型號(hào)而異），自動(dòng)休眠模式下 10 kSPS 采樣率僅 32 mW；支持單通道 / 全芯片掉電，掉電功耗低至 0.03 mW。

二、關(guān)鍵功能模塊與工作原理

1. 核心功能模塊

• 8 通道同步采樣架構(gòu) ：
  • 8 個(gè) SAR 架構(gòu) ADC 分為 4 組通道對(duì)（CH_A0/A1~CH_D0/D1），每組支持獨(dú)立同步采樣，通道對(duì)間可異步觸發(fā)，保留信號(hào)相位關(guān)系。
  • 采樣觸發(fā)由 CONVST_A~CONVST_D 引腳獨(dú)立控制，A 通道對(duì)為 master 通道，需運(yùn)行在最高采樣率，確保數(shù)據(jù)輸出時(shí)序一致性。
• 靈活接口與擴(kuò)展 ：
  • 支持并行（16 位）或串行接口切換，串行接口支持 1/2/4 路 SDO 輸出，支持菊花鏈級(jí)聯(lián)擴(kuò)展通道數(shù)。
  • 數(shù)據(jù)格式為二進(jìn)制補(bǔ)碼，12/14 位產(chǎn)品輸出時(shí)自動(dòng)進(jìn)行符號(hào)擴(kuò)展，適配 16 位數(shù)據(jù)總線。
• 參考與功耗控制 ：
  • 內(nèi)置參考緩沖器，支持外部參考輸入，參考引腳需并聯(lián) 10μF decoupling 電容；10 位 REFDAC 可精細(xì)調(diào)節(jié)參考電壓，適配不同輸入范圍需求。
  • 支持自動(dòng)休眠（ASLEEP 引腳）、通道對(duì)單獨(dú)掉電、全芯片待機(jī)（STBY 引腳）三種低功耗模式，休眠模式喚醒時(shí)間僅 7 個(gè)時(shí)鐘周期。

2. 工作原理

• 模擬信號(hào)經(jīng) 8 路輸入通道同步采樣后，由 SAR ADC 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)并行或串行接口輸出；采樣觸發(fā)、輸入范圍、參考電壓等參數(shù)可通過(guò)硬件引腳或配置寄存器設(shè)置。
• 同步采樣確保 8 通道信號(hào)相位無(wú)偏差，適用于多通道相位敏感測(cè)量場(chǎng)景；自動(dòng)休眠模式在采樣間隔內(nèi)關(guān)閉部分電路，降低低采樣率下的功耗。

三、應(yīng)用場(chǎng)景與設(shè)計(jì)建議

1. 典型應(yīng)用

• 電力質(zhì)量監(jiān)測(cè) ：同步采集 3 相電壓、3 相電流及中性線信號(hào)，支持諧波分析與功率計(jì)算，高 SNR 保證微弱信號(hào)檢測(cè)精度。
• 工業(yè)數(shù)據(jù)采集 ：適配 PLC、保護(hù)繼電器等設(shè)備，8 通道同步采樣滿足多傳感器數(shù)據(jù)同步獲取需求。
• 多軸電機(jī)控制 ：同步采集多軸電流、位置傳感器信號(hào)，低延遲特性保障控制算法實(shí)時(shí)響應(yīng)。

2. 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

• 電源與接地 ：模擬地（AGND）與數(shù)字地（DGND）共地，各電源引腳就近并聯(lián) 0.1μF 陶瓷電容，HVDD/HVSS 需額外并聯(lián) 10μF 電解電容；AVDD 建議使用線性穩(wěn)壓器供電，降低電源噪聲。
• 輸入匹配 ：模擬輸入需 AC 耦合，源阻抗需滿足采樣電容充電要求（±4VREF 模式最大 2.7kΩ），高頻場(chǎng)景建議使用運(yùn)算放大器緩沖。
• 參考電路設(shè)計(jì) ：內(nèi)置參考模式下，REFIO 引腳需并聯(lián) 100nF-470nF 電容；外部參考模式需保證參考源噪聲低、輸出阻抗小，參考緩沖器使能需通過(guò)硬件引腳或寄存器配置。
• ESD 防護(hù) ：芯片 ESD 額定值為人體放電模型（HBM）±2500 V、帶電器件模型（CDM）±500 V，存儲(chǔ)和操作時(shí)需采取防靜電措施。

四、關(guān)鍵配置與操作要點(diǎn)

1. 核心功能配置

• 輸入范圍配置 ：通過(guò) RANGE 引腳（硬件模式）或配置寄存器 RANGE_A~RANGE_D 位（軟件模式）選擇 ±2VREF 或 ±4VREF，配合 2.5V 參考時(shí)對(duì)應(yīng) ±5V/±10V 輸入。
• 接口與數(shù)據(jù)輸出 ：
  • 并行模式：16 位數(shù)據(jù)總線，最高采樣率高于串行模式，需占用更多 IO 引腳。
  • 串行模式：支持 1/2/4 路 SDO 輸出，可通過(guò) SEL_B/SEL_CD 引腳選擇輸出通道組合，菊花鏈模式支持多芯片級(jí)聯(lián)。
• 參考電壓配置 ：通過(guò) VREF 位選擇 2.5V 或 3.0V 內(nèi)置參考，REFDAC [9:0] 位可精細(xì)調(diào)節(jié)參考電壓，范圍 0.5V 至滿量程。
• 功耗管理 ：ASLEEP 引腳置高啟用自動(dòng)休眠模式，低采樣率下降低功耗；通過(guò) PD_B~PD_D 位可關(guān)閉閑置通道對(duì)，進(jìn)一步節(jié)省功耗。

2. 操作流程

• 上電序列 ：無(wú)嚴(yán)格供電順序要求，但建議先通 AVDD 再通 HVDD，避免 ESD 結(jié)構(gòu)導(dǎo)通；上電后需等待參考電壓穩(wěn)定（約 10ms）再啟動(dòng)采樣。
• 采樣觸發(fā) ：通過(guò) CONVST_A~CONVST_D 引腳觸發(fā)對(duì)應(yīng)通道對(duì)采樣，A 通道對(duì)觸發(fā)會(huì)重置輸出時(shí)序，確保數(shù)據(jù)輸出從 A0 通道開始。
• 寄存器配置 ：軟件模式下通過(guò)并行或串行接口寫入 32 位配置寄存器，設(shè)置輸入范圍、參考模式、功耗模式等，配置后需等待 1 個(gè)轉(zhuǎn)換周期生效。