該ADS8686S是一個16通道數據采集（DAQ）系統，基于雙通道同步采樣、16位逐次逼近寄存器（SAR）模數轉換器（ADC）。該ADS8686S為每個通道提供完整的模擬前端，具有輸入鉗位、1MΩ輸入阻抗、獨立可編程增益放大器（PGA）、可編程低通濾波器和ADC輸入驅動器。該器件還具有低漂移、精密基準電壓源，帶有用于驅動ADC的緩沖器。支持串行、并行和字節通信的靈活數字接口使該器件能夠與各種主機控制器一起使用。

該ADS8686S可配置為接受±10V、±5V或±2.5V雙極性輸入，并使用單個5V電源提供20%的超量程選項。高輸入阻抗允許直接與傳感器和變壓器連接，從而消除了對外部驅動電路的需求。該ADS8686S具有高度可配置的通道定序器，以減少后端控制器或處理器的排序開銷。該器件提供的高性能和精度以及零延遲轉換使該ADS8686S成為多種工業應用的絕佳選擇。
*附件：ads8686s.pdf

特性

• 16通道、16位ADC，集成模擬前端
• 雙同步采樣：8x2 通道
• 供應：
  • 模擬：5 V
  • 數字：1.8 V 至 5 V
• 恒定的1MΩ輸入阻抗前端
• 獨立可編程輸入范圍，超量程 20%
• 可編程低通濾波器：
  • 15 kHz、39 kHz、376 kHz
• 優異的直流和交流性能
• 片內基準電壓源和基準電壓緩沖器
• 優異的超溫性能
• 具有 8kV ESD 的過壓輸入鉗位
• 可選的循環冗余校驗 （CRC） 錯誤檢查
• 片上自診斷功能
• 溫度范圍：–40°C 至 +125°C

參數

方框圖

ADS8686S 是德州儀器推出的 16 通道、16 位、1MSPS 雙路同步采樣模數轉換器（ADC），核心優勢為集成模擬前端、高輸入阻抗、靈活配置及優異的交直流性能，專為多通道數據采集場景設計。

核心參數與特性

1. 基礎性能：分辨率 16 位，采樣率 1MSPS，雙路同步采樣（8×2 通道）；INL 最大 ±2 LSB，DNL 最大 ±0.85 LSB，DC 精度出色；1kHz 輸入時 SNR 達 85.5-92.2dB，SFDR 典型值 - 108dB，THD 低至 - 110dB。
2. 輸入特性：輸入阻抗恒定 1MΩ（20% 超量程時 1.2MΩ），支持 ±10V、±5V、±2.5V 雙極性輸入，且可獨立編程 20% 超量程；集成 8kV ESD 防護的輸入鉗位電路，耐受 ±15V 過壓。
3. 信號處理：內置可編程低通濾波器（LPF），可選 15kHz、39kHz、376kHz 截止頻率；支持 2-128 倍過采樣（OSR），提升噪聲性能。
4. 供電與環境：模擬供電 5V，數字供電 1.8V-5V；工作溫度范圍 - 40°C 至 + 125°C，采用 80 引腳 LQFP 封裝（14mm×14mm）。

核心功能模塊

• 模擬前端：每通道集成可編程增益放大器（PGA）、二階 LPF 和 ADC 驅動，無需外部驅動電路，可直接連接傳感器或變壓器。
• 參考電源：內置 2.5V 低漂移精密參考源及緩沖器，支持外部參考輸入，REFIO 引腳可配置為輸入或輸出。
• 數字接口：支持并行、并行字節、串行（SPI）三種接口模式，適配不同主機控制器；可選循環冗余校驗（CRC），提升數據傳輸可靠性。
• 通道控制：32 級可編程通道序列器，支持 burst 模式，可減少主機控制器的序列控制開銷；支持硬件 / 軟件兩種配置模式，硬件模式通過引腳快速配置，軟件模式通過寄存器靈活配置。
• 診斷功能：內置自診斷通道，可監測 AVDD、ALDO 等內部節點；支持通信自測試模式，輸出固定校驗碼驗證接口穩定性。

應用場景

適用于多功能繼電器、伺服驅動器位置傳感器、模擬輸入模塊、數據采集（DAQ）系統等工業場景，尤其適配電力自動化中的電壓 / 電流測量、諧波分析、電能質量評估等需求。

設計要點

1. 供電設計：模擬電源（AVDD）與數字電源（DVDD）需獨立供電，就近放置 10μF+100nF 去耦電容；內部 LDO 輸出（REGCAP、REGCAPD）需單獨 decouple 至對應地平面。
2. 布局規范：模擬信號與數字線路分開布線，采用單一接地平面；參考引腳（REFCAP、REFIO）需近距離放置低 ESR 電容，避免過孔干擾。
3. 輸入配置：建議在模擬輸入通道串聯電阻限制輸入電流（≤10mA），搭配對稱 RC 濾波器優化抗混疊效果和共模噪聲抑制。
4. 初始化：上電后需保持 RESET 低電平直至電源穩定，軟件模式下需通過寄存器配置通道范圍、濾波器、序列器等參數，校準后再啟動采樣。