ADS114S06和ADS114S08是精密的 16 位 Δ-Σ 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC），具有低功耗和許多集成功能，可降低測(cè)量小信號(hào)傳感器應(yīng)用中的系統(tǒng)成本和元件數(shù)量。
*附件：ads114s08.pdf

這些ADC具有可配置的數(shù)字濾波器，可提供低延遲轉(zhuǎn)換結(jié)果和50Hz或
60Hz抑制，適用于嘈雜的工業(yè)環(huán)境。低噪聲、可編程增益放大器（PGA）提供1至128的增益范圍，可放大電阻橋或熱電偶應(yīng)用的低電平信號(hào)。此外，這些器件還集成了低漂移的2.5V基準(zhǔn)電壓源，可減少印刷電路板（PCB）面積。最后，兩個(gè)可編程激勵(lì)電流源（IDAC）可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確的RTD偏置。

輸入多路復(fù)用器支持12個(gè)ADS114S08輸入和6個(gè)ADS114S06輸入，可任意組合連接到ADC，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)靈活性。此外，這些器件還包括傳感器燒壞檢測(cè)、熱電偶電壓偏置、系統(tǒng)監(jiān)控和四個(gè)通用I/O等功能。

這些器件采用無引腳VQFN-32或TQFP-32封裝。

特性

• 低功耗：低至 280 μA
• 可編程增益：1 至 128
• 可編程數(shù)據(jù)速率：2.5 SPS至4 kSPS
• 在≤ 20 SPS 下同時(shí)
  實(shí)現(xiàn) 50 Hz 和 60 Hz 抑制，采用低延遲數(shù)字濾波器
• 具有 12 （ADS114S08） 或 6 （ADS114S06） 個(gè)獨(dú)立可選輸入的模擬多路復(fù)用器
• 用于傳感器激勵(lì)的雙匹配可編程電流源：10 μA 至 2000 μA
• 內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源：2.5 V，10 ppm/°C（最大值）漂移
• 內(nèi)部振蕩器：4.096 MHz，1.5% 精度
• 內(nèi)部溫度傳感器
• 擴(kuò)展故障檢測(cè)電路
• 自偏置和系統(tǒng)校準(zhǔn)
• 四個(gè)通用 I/O
• SPI 兼容接口，可選 CRC
• 模擬電源：?jiǎn)螛O性（2.7 V 至 5.25 V）或雙極性（±2.5 V）
• 數(shù)字電源：2.7 V 至 3.6 V
• 工作溫度：–50°C 至 +125°C

參數(shù)

ADS114S06 和 ADS114S08 是德州儀器推出的低功耗、高集成度 16 位 ΔΣ ADC，文檔版本為 SBAS815A（2017 年 2 月首發(fā)、6 月修訂），核心差異在于輸入通道數(shù)（6 通道 / 12 通道），專為傳感器小信號(hào)高精度測(cè)量設(shè)計(jì)，集成 PGA、激勵(lì)電流源等豐富功能，適配工業(yè)控制、溫度檢測(cè)等場(chǎng)景。

一、產(chǎn)品核心定位與基礎(chǔ)信息

（一）核心定位

• 16 位分辨率無失碼，采樣率 2.5 SPS - 4 kSPS 可編程，支持 sinc3 與低延遲兩種數(shù)字濾波器，≤20 SPS 時(shí)可同步抑制 50/60 Hz 工頻噪聲。
• 集成低噪聲 PGA（增益 1-128 倍）、2.5V 低漂移基準(zhǔn)（最大 10 ppm/°C）、雙路可編程激勵(lì)電流源（10 μA - 2000 μA），及內(nèi)部溫度傳感器、4 路 GPIO，大幅簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

（二）封裝與引腳

• 封裝類型：32 引腳 TQFP（PBS 封裝）和 32 引腳 VQFN（RHB 封裝），尺寸均為 5.0 mm×5.0 mm，VQFN 封裝含熱焊盤（需接 AVSS 優(yōu)化散熱）。
• 引腳功能：包含模擬電源（AVDD/AVSS）、數(shù)字電源（DVDD/IOVDD）、多通道模擬輸入（AINx）、SPI 接口（CS/SCLK/DIN/DOUT/DRDY）、基準(zhǔn)輸入 / 輸出（REFP/REFN/REFOUT）等，ADS114S08 額外支持 AIN6-AIN11 擴(kuò)展輸入。

二、關(guān)鍵電氣特性與性能

（一）精度與噪聲

• DC 精度：積分非線性（INL）最大 ±15 ppm FSR，輸入失調(diào)電壓最大 ±120 μV（增益 1 時(shí)），增益誤差最大 ±0.2%，校準(zhǔn)后精度顯著提升。
• AC 性能：輸入?yún)⒖荚肼暤椭?0.6 μVrms（增益 128、2.5 SPS 時(shí)），共模抑制比（CMRR）直流達(dá) 120 dB，電源抑制比（PSRR）達(dá) 115 dB，抗干擾能力強(qiáng)。

（二）電源與功耗

• 供電范圍：模擬電源（AVDD）2.7 V - 5.25 V（單極性）或 ±2.5 V（雙極性），數(shù)字核心電源（DVDD）2.7 V - 3.6 V，數(shù)字 I/O 電源（IOVDD）2.7 V - 5.25 V（≥DVDD）。
• 功耗表現(xiàn)：典型功耗低至 280 μA，轉(zhuǎn)換模式下根據(jù) PGA 增益為 85 μA - 250 μA，掉電模式僅 0.1 μA，適配電池供電場(chǎng)景。

（三）環(huán)境適應(yīng)性

• 工作溫度 -50°C 至 125°C，結(jié)溫最高 150°C；ESD 防護(hù) ±2500 V（HBM）/±1000 V（CDM）；VQFN 封裝結(jié)到環(huán)境熱阻（RθJA）45.2 °C/W，TQFP 封裝 75.5 °C/W，滿足工業(yè)級(jí)可靠性要求。

三、核心功能模塊詳解

（一）信號(hào)鏈核心

• 輸入多路選擇器（MUX） ：ADS114S06 支持 6 路模擬輸入，ADS114S08 支持 12 路，可配置為單端、偽差分或全差分輸入，支持 AINCOM 公共端，適配不同傳感器連接方式。
• PGA 與調(diào)制器 ：低噪聲 CMOS PGA 增益 1-128 倍可調(diào)，支持旁路模式；ΔΣ 調(diào)制器采用過采樣架構(gòu)，調(diào)制頻率為時(shí)鐘頻率 / 16，配合數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)高精度轉(zhuǎn)換。
• 數(shù)字濾波器 ：sinc3 濾波器噪聲性能更優(yōu)，低延遲濾波器適合多通道快速掃描，均支持工頻抑制，過采樣率隨采樣率動(dòng)態(tài)調(diào)整（64 - 102400）。

（二）校準(zhǔn)與激勵(lì)功能

• 校準(zhǔn)功能 ：支持自失調(diào)校準(zhǔn)（SFOCAL）、系統(tǒng)失調(diào)校準(zhǔn)（SYOCAL）和系統(tǒng)增益校準(zhǔn)（SYGCAL），16 位校準(zhǔn)寄存器修正誤差，可選擇 1/4/8/16 樣本平均優(yōu)化準(zhǔn)確性。
• 激勵(lì)電流源（IDAC） ：雙路匹配電流源，輸出 10 μA - 2000 μA 可選，可路由至任意模擬輸入引腳，用于 RTD、熱敏電阻等激勵(lì)，電流匹配誤差最大 ±0.8%。
• 基準(zhǔn)與偏置 ：內(nèi)置 2.5 V 基準(zhǔn)（輸出電流 ±10 mA），支持外部基準(zhǔn)輸入（0.5 V - AVDD）；提供 VBIAS 偏置電壓（(AVDD+AVSS)/2 或 1/12），適配熱電偶等無偏置傳感器。

（三）接口與控制

• SPI 接口 ：兼容 SPI 模式 1（CPOL=0，CPHA=1），支持連續(xù)讀取、命令讀取，可選 CRC 校驗(yàn)和 STATUS 字節(jié)前置，支持多器件級(jí)聯(lián)，最小僅需 3 線通信（CS 接地）。
• 工作模式 ：支持連續(xù)轉(zhuǎn)換、單次轉(zhuǎn)換模式，可通過 START/SYNC 引腳或命令觸發(fā)；包含掉電、待機(jī)、轉(zhuǎn)換三種工作模式，可編程轉(zhuǎn)換延遲（1?tMOD - 4096?tMOD）。

四、應(yīng)用場(chǎng)景與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）典型應(yīng)用

• 傳感器變送（溫度、壓力、應(yīng)變、流量）、PLC/DCS 模擬輸入模塊、溫度控制器、氣候箱與工業(yè)烘箱，尤其適合 3 線 / 4 線 RTD 溫度測(cè)量、橋式傳感器信號(hào)采集。

（二）設(shè)計(jì)關(guān)鍵要點(diǎn)

• 電源與去耦 ：AVDD 需并聯(lián) 330 nF 電容就近去耦至 AVSS，DVDD/IOVDD 并聯(lián) 0.1 μF 電容去耦至 DGND；模擬地與數(shù)字地單點(diǎn)連接，減少噪聲耦合。
• 輸入濾波 ：建議在模擬輸入端添加一階 RC 低通濾波器（截止頻率設(shè)為輸出數(shù)據(jù)率或 10 倍數(shù)據(jù)率），抑制混疊和 EMI 干擾，推薦使用 C0G 材質(zhì)電容。
• 布局要求 ：PCB 分區(qū)規(guī)劃模擬區(qū)、數(shù)字區(qū)和電源區(qū)，模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)避免交叉；模擬輸入線路短且對(duì)稱，參考引腳遠(yuǎn)離數(shù)字噪聲源；VQFN 封裝熱焊盤需焊接至地平面。

五、封裝與訂購信息

• 封裝規(guī)格 ：32 引腳 TQFP（PBS）和 VQFN（RHB），引腳鍍層為 NIPDAU，符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，MSL 等級(jí) 3（260°C 峰值回流，168 小時(shí)暴露）。
• 訂購型號(hào) ：核心型號(hào)包括 ADS114S06IPBS（TQFP 管裝 250 片）、ADS114S08IRHBR（VQFN 卷帶 3000 片）等，產(chǎn)品標(biāo)記分別為 “114S06” 和 “114S08”，工作溫度均為 -50°C 至 125°C。