該ADS131M04是一款四通道、同步采樣、24位、三角積分（ΔΣ）、模數轉換器（ADC），具有寬動態范圍、低功耗和能量測量特定功能，使該器件非常適合電能計量、功率計量和斷路器應用。ADC輸入可直接連接至電阻分壓器網絡或電源變壓器以測量電壓，或連接電流互感器、分流器或羅氏線圈以測量電流。
*附件：ads131m04.pdf

可以根據傳感器輸入獨立配置各個ADC通道。低噪聲、可編程增益放大器 （PGA） 提供 1 至 128 的增益范圍，以放大低電平信號。此外，該器件還集成了通道間相位校準以及失調和增益校準寄存器，以幫助消除信號鏈誤差。

器件中集成了低漂移的 1.2V 基準電壓源，可減少印刷電路板 （PCB） 面積。數據輸入、數據輸出和寄存器映射上的可選循環冗余校驗 （CRC） 可保持通信完整性。

完整的模擬前端 （AFE） 采用 20 引腳 TSSOP 封裝或無引腳 20 引腳 WQFN 封裝，額定工作溫度范圍為 –40°C 至 +125°C。

特性

• 4 個同時采樣差分輸入
• 可編程數據速率高達 64 kSPS
• 可編程增益高達 128
• 噪音表現：
  • 增益 = 1， 4 kSPS 時的 102 dB 動態范圍
  • 增益 = 64、4 kSPS 時的 80 dB 動態范圍
• 總諧波失真：–100 dB
• 用于直接傳感器連接的高阻抗輸入：
  • 輸入阻抗 330kΩ，增益為 1、2 和 4
  • 輸入阻抗≥ 1MΩ，增益為8、16、32、64和128
• 可編程通道間相位延遲校準：
  • 244 ns 分辨率，8.192 MHz f克金
• 電流檢測模式允許極低功耗的篡改檢測
• 快速啟動：在電源斜坡后 0.5 ms 內獲得第一個數據
• 集成負電荷泵允許輸入信號低于地
• 通道間串擾：–120 dB
• 低漂移內部基準電壓源
• 通信和寄存器映射上的循環冗余校驗 （CRC）
• 2.7V 至 3.6V 模擬和數字電源
• 低功耗：3.3 mW（3V AVDD 和 DVDD）
• 封裝：20引腳TSSOP或20引腳WQFN
• 工作溫度范圍：–40°C 至 +125°C

參數

方框圖

ADS131M04 是德州儀器推出的 4 通道同步采樣 24 位 ΔΣ 模數轉換器（ADC），核心優勢是高動態范圍、低功耗及豐富的校準與防護功能，專為電能計量、電源監測等高精度傳感場景設計。

核心參數與特性

• 分辨率與性能 ：24 位分辨率，無丟失碼；增益 1 倍、4 kSPS 時動態范圍達 102 dB，THD 低至 - 100 dB；INL 最大 6 ppm FSR，偏移誤差溫度系數低至 200 nV/°C。
• 輸入與增益 ：4 路差分同步采樣輸入，可編程增益 1-128 倍；增益≤4 時輸入阻抗 330 kΩ，增益≥8 時≥1 MΩ；集成負電荷泵，支持輸入信號低于地電位。
• 數據率與濾波 ：采樣率最高 64 kSPS（高分辨率模式），支持 3 種功耗模式（高分辨率 / 低功耗 / 超低功耗）；內置 SINC3/SINC1 數字濾波器，可選 OSR（64-16384），支持 DC 阻斷濾波器抑制低頻噪聲。
• 核心功能 ：支持通道間相位校準（244 ns 分辨率）、偏移 / 增益校準；集成 1.2 V 低漂移基準電壓源（溫漂 20 ppm/°C）；具備 SPI 通信 CRC 校驗、寄存器映射 CRC 防護，ESD 防護 HBM±2000 V。
• 供電與接口 ：模擬 / 數字電源 2.7 V-3.6 V，高分辨率模式功耗僅 3.3 mW；SPI 兼容接口（CPOL=0、CPHA=1），支持 16/24/32 位數據寬度，DRDY 引腳指示數據就緒。

應用場景

適用于商業 / 家用電能表、斷路器、保護繼電器、電能質量監測儀、電池測試設備及電池管理系統（BMS）等場景。

封裝與訂購信息

• 提供 20 引腳 TSSOP（6.5mm×4.4mm）和 20 引腳 WQFN（3.0mm×3.0mm）兩種封裝，WQFN 含裸露熱焊盤。
• 量產型號包括大卷帶（2000 片 / 卷、3000 片 / 卷）和小卷帶（250 片 / 卷）版本，符合 RoHS 標準。
• 引腳鍍層為 NIPDAU，TSSOP 封裝 MSL 等級 2，WQFN 封裝 MSL 等級 1，峰值回流溫度 260°C，工作溫度 - 40°C 至 125°C。

設計與支持

• 電源去耦需在 AVDD/DVDD 引腳就近放置 1 μF 電容，CAP 引腳需接 220 nF 濾波電容；模擬地與數字地就近單點連接，減少串擾。
• 推薦每通道輸入串聯 RC 抗混疊濾波器，未使用引腳需接電源或地，避免漂浮；支持多器件同步采樣，通過 SYNC/RESET 引腳實現同步。