在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）是連接模擬世界與數(shù)字世界的關(guān)鍵橋梁。TI的ADS8325作為一款16位、高速、微功耗的采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器，憑借其出色的性能和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，成為眾多工程師的首選。今天，我們就來(lái)深入剖析這款A(yù)DS8325的各項(xiàng)特性、工作原理以及應(yīng)用要點(diǎn)。

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一、產(chǎn)品概述

ADS8325專為2.7V至5.5V的電源電壓范圍而設(shè)計(jì)，即使在全100kHz數(shù)據(jù)速率下運(yùn)行，也僅需極少的功率。在較低的數(shù)據(jù)速率下，其高速特性使它大部分時(shí)間可處于掉電模式，例如在10kHz數(shù)據(jù)速率下，平均功耗小于1mW。它具有16位分辨率、無(wú)失碼、低噪聲（3LSB PP）、出色的線性度（±1.5LSB典型值）等優(yōu)點(diǎn)，還提供MSOP - 8和SON - 8兩種封裝形式，其中SON封裝尺寸與3x3 QFN相同。

二、產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

（一）高精度與低噪聲

ADS8325具備16位分辨率且無(wú)失碼，能夠提供高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果。其極低的噪聲水平（3LSB PP）確保了在信號(hào)轉(zhuǎn)換過(guò)程中不會(huì)引入過(guò)多干擾，使得輸出結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。在對(duì)信號(hào)精度要求極高的應(yīng)用場(chǎng)景，如工業(yè)控制、振動(dòng)分析等領(lǐng)域，ADS8325的高精度和低噪聲特性能夠發(fā)揮重要作用。

（二）微功耗設(shè)計(jì)

在功耗方面，ADS8325表現(xiàn)出色。在100kHz數(shù)據(jù)速率下，功耗僅為4.5mW；在10kHz數(shù)據(jù)速率下，功耗小于1mW。這種微功耗特性使得它非常適合用于便攜式和電池供電的系統(tǒng)，能夠有效延長(zhǎng)電池的使用壽命，減少系統(tǒng)的散熱需求。

（三）良好的線性度

該轉(zhuǎn)換器具有±1.5LSB典型的線性度，能夠保證在整個(gè)輸入范圍內(nèi)，輸出值與輸入值之間保持良好的線性關(guān)系。這對(duì)于需要精確測(cè)量和控制的應(yīng)用來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，能夠減少因非線性誤差帶來(lái)的測(cè)量偏差。

（四）靈活的接口與封裝

ADS8325采用同步串行（SPI/SSI兼容）接口，方便與微處理器和其他數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行通信。同時(shí)，它提供MSOP - 8和SON - 8兩種封裝形式，用戶可以根據(jù)實(shí)際的電路板布局和空間要求進(jìn)行選擇，提高了設(shè)計(jì)的靈活性。

三、工作原理

ADS8325是一款經(jīng)典的逐次逼近寄存器（SAR）模數(shù)轉(zhuǎn)換器，基于電容重新分配架構(gòu)，本身包含采樣保持功能。它采用0.6μ CMOS工藝制造，這種架構(gòu)和工藝使得ADS8325能夠以高達(dá)每秒100,000次的轉(zhuǎn)換速率采集和轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)，同時(shí)從+VDD吸取的功率小于4.5mW。

（一）外部參考與時(shí)鐘

ADS8325需要外部參考電壓、外部時(shí)鐘和單電源（VDD）。外部參考電壓可以在2.5V至5.5V之間選擇，其值直接設(shè)定了模擬輸入的范圍。參考輸入電流取決于轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率。外部時(shí)鐘頻率可以在24kHz（1kHz吞吐量）至2.4MHz（100kHz吞吐量）之間變化，時(shí)鐘的占空比只要滿足最小高電平和低電平時(shí)間至少為200ns（VDD = 4.75V或更高）即可。

（二）模擬輸入與轉(zhuǎn)換過(guò)程

模擬輸入通過(guò)+IN和–IN兩個(gè)輸入引腳提供。當(dāng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí)，這兩個(gè)引腳的差分輸入信號(hào)會(huì)被采樣到內(nèi)部電容陣列上。在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，兩個(gè)輸入與內(nèi)部功能斷開(kāi)連接。轉(zhuǎn)換的數(shù)字結(jié)果通過(guò)DCLOCK輸入時(shí)鐘輸出，并以串行方式在Dout引腳提供，先輸出最高有效位。

四、電氣特性詳解

（一）模擬輸入特性

ADS8325的模擬輸入是差分的，輸入信號(hào)的幅度為+IN和–IN輸入之間的差值。輸入電阻為5GΩ，輸入電容在采樣期間為45pF，輸入泄漏電流為±50nA。全功率帶寬在不同電源電壓下有所不同，例如在VDD = +5V時(shí)為20kHz，在VDD = +2.7V時(shí)為4kHz。

（二）直流精度特性

分辨率為16位，無(wú)失碼位數(shù)在不同型號(hào)和電源電壓下有所差異。積分線性誤差、偏移誤差、增益誤差等參數(shù)也都有明確的指標(biāo)，這些參數(shù)直接影響著轉(zhuǎn)換器的測(cè)量精度。

（三）數(shù)字輸入輸出特性

數(shù)字輸入和輸出邏輯家族為CMOS或LVCMOS，高電平輸入電壓、低電平輸入電壓、輸入電流、輸出電壓等參數(shù)都與電源電壓有關(guān)。在不同的電源電壓下，需要根據(jù)具體的邏輯電平要求進(jìn)行連接和設(shè)計(jì)。

五、應(yīng)用注意事項(xiàng)

（一）布局設(shè)計(jì)

為了獲得最佳性能，在ADS8325的物理布局設(shè)計(jì)中需要格外注意。特別是在參考電壓較低和/或轉(zhuǎn)換速率較高的情況下，布局的合理性對(duì)轉(zhuǎn)換器的性能影響更大。參考電壓應(yīng)使用47μF電容進(jìn)行旁路，同時(shí)可以使用串聯(lián)電阻和大電容對(duì)參考電壓進(jìn)行低通濾波。

（二）噪聲處理

ADS8325本身的過(guò)渡噪聲極低，但為了實(shí)現(xiàn)這種低噪聲性能，輸入信號(hào)和參考電壓的峰 - 峰值噪聲必須小于50μV?？梢酝ㄟ^(guò)平均數(shù)字代碼的方式來(lái)補(bǔ)償轉(zhuǎn)換器的噪聲，對(duì)于直流附近頻率的輸入信號(hào)，平均轉(zhuǎn)換結(jié)果可以將過(guò)渡噪聲降低1/√n倍，其中n為平均次數(shù)。對(duì)于交流信號(hào)，可以使用數(shù)字濾波器進(jìn)行低通濾波和抽取，每抽取2倍，信噪比將提高3dB。

（三）電源管理

為了實(shí)現(xiàn)最低的功耗，應(yīng)選擇滿足系統(tǒng)要求的最低轉(zhuǎn)換速率。同時(shí)，利用CS信號(hào)可以對(duì)轉(zhuǎn)換進(jìn)行短周期操作，例如在只需要部分轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)，可以提前終止轉(zhuǎn)換，從而降低功耗。

六、總結(jié)

ADS8325作為一款高性能的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，以其高精度、低噪聲、微功耗等特性，在便攜式設(shè)備、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、工業(yè)控制等眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出了強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)深入了解其工作原理和應(yīng)用注意事項(xiàng)，工程師們可以更好地發(fā)揮該轉(zhuǎn)換器的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)出更加優(yōu)秀的電子系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中，大家是否也遇到過(guò)類(lèi)似ADS8325的使用問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。