該ADS7038是一款易于使用的8通道、多路復用、12位逐次逼近寄存器模數轉換器（SAR ADC）。八個通道可以獨立配置為模擬輸入、數字輸入或數字輸出。該器件具有用于ADC轉換過程的內部振蕩器。

該ADS7038通過SPI兼容接口進行通信，并以自主或單次轉換模式運行。該ADS7038使用具有可編程高低閾值、遲滯和事件計數器的數字窗口比較器，通過每個通道的事件觸發中斷來實現模擬看門狗功能。該ADS7038具有用于數據讀/寫作和上電配置的內置循環冗余校驗 （CRC）。
*附件：ads7038.pdf

特性

• 小包裝尺寸：
  • WQFN 3mm × 3mm
• 8 個通道可配置為以下任意組合：
  • 多達 8 個模擬輸入、數字輸入或數字輸出
• 用于 I/O 擴展的 GPIO：
  • 漏極開路、推挽式數字輸出
• 模擬看門狗：
  • 每個通道的可編程閾值
  • 瞬態抑制的事件計數器
• 寬工作范圍：
  • AVDD：2.35V 至 5.5V
  • DVDD：1.65V至5.5V
  • –40°C 至 +125°C 溫度范圍
• 增強型SPI數字接口：
  • 高速、60MHz 接口
  • 通過 >13.5MHz SPI 實現全吞吐量
• 用于讀/寫作的 CRC：
  • 數據讀/寫時的 CRC
  • 上電配置時的 CRC
• 可編程平均濾波器：
  • 用于平均的可編程樣本量
  • 使用內部轉化進行平均
  • 16 位分辨率

參數

方框圖

ADS7038 是德州儀器推出的 8 通道 12 位 SAR 模數轉換器（ADC），核心優勢為多通道靈活配置、高 - speed SPI 接口、內置 CRC 校驗及低功耗，專為宏基站遠端射頻單元（RRU）、電池管理系統（BMS）、逆變器等工業測控場景設計，另有高速版 ADS7038H（1.5 MSPS）供選擇。

核心參數與特性

1. 通道與采樣性能：8 通道可獨立配置為模擬輸入、數字輸入或數字輸出（GPIO）；ADS7038 采樣速率 1 MSPS，ADS7038H 達 1.5 MSPS，積分非線性（INL）±1 LSB，微分非線性（DNL）±0.5 LSB，無丟失碼。
2. 信號性能：信噪比（SNR）典型值 73 dB，總諧波失真（THD）低至 -87.5 dB，無雜散動態范圍（SFDR）91 dB，通道隔離串擾 -100 dB（100 kHz），信號完整性優異。
3. 接口與功能：增強型 SPI 接口支持 60 MHz 時鐘頻率，兼容 4 種 SPI 協議；內置 CRC 校驗（數據讀寫及上電配置），提升通信可靠性；支持可編程平均濾波（2-128 樣本），輸出 16 位分辨率結果。
4. 功耗與封裝：5 V 供電時模擬功耗典型值 490 μA，無轉換時僅 7 μA；采用 16 引腳 WQFN 封裝（3mm×3mm），工作溫度范圍 -40°C 至 125°C，滿足工業級需求。
5. 附加功能：內置數字窗口比較器（模擬看門狗），支持每通道可編程閾值、滯后和事件計數器；可記錄各通道最小 / 最大 / 最新采樣值，支持自主模式、Turbo 比較器模式等多工作模式。

核心功能模塊

• 通道配置模塊：8 路通道通過寄存器獨立配置為模擬輸入（默認）、數字輸入或數字輸出（開漏 / 推挽），GPIO 支持 5 mA 源 / 灌電流，適配混合信號測控場景。
• 采樣與濾波：SAR 架構實現高速轉換，可編程平均濾波可降低噪聲，提升測量精度；模擬電源（AVDD）作為參考電壓，滿量程輸入范圍 0-AVDD。
• 數字窗口比較器：每通道獨立設置高 / 低閾值、滯后電壓和事件計數，可檢測信號超閾值或數字輸入邊沿事件，觸發 ALERT 信號或 GPIO 輸出。
• 通信與校驗：SPI 接口支持寄存器讀寫、置位 / 清零等命令，內置 CRC-8 校驗（多項式 x?+x2+x+1），可檢測數據傳輸錯誤，保障工業環境可靠性。
• 工作模式：支持手動、即時（On-the-fly）、自動序列、自主及 Turbo 比較器模式，自主模式可脫離 SPI 接口獨立監測信號，Turbo 模式專注快速閾值比較（無 ADC 數據輸出）。

應用場景

適用于宏基站遠端射頻單元（RRU）、電池管理系統（BMS）、集中式 / 組串式逆變器、工業數據采集（DAQ）系統，可滿足多通道電壓 / 電流采樣、混合信號監測及閾值報警需求。

設計要點

1. 接口配置：SPI 接口需匹配 1.65 V-5.5 V DVDD 供電，根據傳輸速率選擇時鐘頻率（最高 60 MHz）；啟用 CRC 時需確保 SPI 幀為 32 位（24 位數據 + 8 位 CRC）。
2. 電源與參考：模擬電源（AVDD）2.35 V-5.5 V，數字電源（DVDD）1.65 V-5.5 V，可單電源供電（AVDD=DVDD）；AVDD 同時作為參考電壓，需就近放置 1 μF 去耦電容，DECAP 引腳需外接 1 μF 電容。
3. 輸入電路：模擬輸入需避免超過 AVDD+0.1 V 或低于 -0.1 V，高頻信號需添加 RC 抗混疊濾波器；GPIO 配置為開漏輸出時需外接上拉電阻（推薦 1 kΩ-10 kΩ）。
4. 布局規范：PCB 需區分模擬區與數字區，模擬信號線路遠離數字噪聲源；電源引腳與去耦電容間避免過孔，熱焊盤接地以提升散熱性能；SPI 信號線盡量短且匹配阻抗，減少干擾。