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，可降低測量小信號傳感器應(yīng)用中的系統(tǒng)成本和元件數(shù)量。
*附件：ads114s06.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。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、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：單極性（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、低噪聲、高集成度 16 位 ΔΣ ADC，分別提供 6 通道和 12 通道輸入，文檔版本為 SBAS815A（2017 年 2 月首次發(fā)布，2017 年 6 月修訂），專為溫度、壓力、應(yīng)變等小信號傳感器測量設(shè)計(jì)，集成 PGA、電壓基準(zhǔn)、激勵(lì)電流源等功能，適配工業(yè)控制、傳感器變送等場景。

一、產(chǎn)品基礎(chǔ)信息

• 核心定位 ：16 位分辨率，無失碼；采樣率 2.5 SPS - 4 kSPS 可編程；內(nèi)置低噪聲 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），支持自校準(zhǔn)與系統(tǒng)校準(zhǔn)；集成內(nèi)部溫度傳感器、故障檢測電路及 4 路通用 I/O，顯著降低系統(tǒng)組件數(shù)量。
• 引腳與封裝 ：采用 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；包含模擬電源（AVDD/AVSS）、數(shù)字電源（DVDD/IOVDD）、多通道模擬輸入（AINx）、SPI 接口引腳（CS/SCLK/DIN/DOUT/DRDY）、基準(zhǔn)輸入 / 輸出（REFP/REFN/REFOUT）等。

二、核心特性與參數(shù)

（一）精度與性能

• DC 精度 ：積分非線性（INL）最大 ±15 ppm FSR，微分非線性（DNL）±0.99 LSB；輸入失調(diào)電壓最大 ±120 μV（增益 1 時(shí)），失調(diào)漂移最大 ±200 nV/°C；增益誤差最大 ±0.2%，增益漂移最大 ±4 ppm/°C。
• 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）直流下達(dá) 120 dB，50/60 Hz 工頻下達(dá) 130 dB；電源抑制比（PSRR）達(dá) 115 dB，抗干擾能力強(qiáng)。
• 工頻抑制 ：≤20 SPS 時(shí)，sinc3 濾波器可同時(shí)抑制 50 Hz 和 60 Hz 工頻噪聲，低延遲濾波器支持低 latency 下的工頻抑制，適配工業(yè)嘈雜環(huán)境。

（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 增益不同為 85 μA - 250 μA，待機(jī)模式 70 μA，掉電模式僅 0.1 μA，適配電池供電設(shè)備。

（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)達(dá) ±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)級可靠性要求。

三、關(guān)鍵功能模塊

（一）信號鏈與濾波

• 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 公共端輸入，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 ：提供 sinc3 濾波器和低延遲濾波器兩種選擇：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 50/60 Hz 工頻抑制， oversampling 比率隨采樣率動(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），通過 16 位校準(zhǔn)寄存器修正誤差，校準(zhǔn)后精度顯著提升；支持 1/4/8/16 樣本平均，優(yōu)化校準(zhǔn)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、熱敏電阻等阻性傳感器激勵(lì)；電流匹配誤差最大 ±0.8%，溫度漂移最大 ±120 ppm/°C。
• 基準(zhǔn)與偏置 ：內(nèi)置 2.5 V 基準(zhǔn)，輸出電流最大 ±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 (AVDD+AVSS)/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)讀取和命令讀取兩種模式，可選 CRC 數(shù)據(jù)校驗(yàn)和 STATUS 字節(jié)前置，保障數(shù)據(jù)完整性；支持多器件級聯(lián)，通過 CS 引腳區(qū)分。
• 工作模式 ：支持連續(xù)轉(zhuǎn)換和單次轉(zhuǎn)換模式，可通過 START/SYNC 引腳或命令觸發(fā)；包含掉電模式、待機(jī)模式和轉(zhuǎn)換模式，支持可編程轉(zhuǎn)換延遲（1?tMOD - 4096?tMOD），適配不同傳感器 settling 需求。

四、應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）典型應(yīng)用場景

• 傳感器變送與傳輸（溫度、壓力、應(yīng)變、流量）、PLC 和 DCS 模擬輸入模塊、溫度控制器、氣候箱與工業(yè)烘箱等，尤其適合 3 線 / 4 線 RTD 溫度測量、橋式傳感器信號采集等高精度場景。

（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 和 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；推薦使用 LDO 降低電源紋波。
• 輸入濾波 ：模擬輸入端建議添加一階 RC 低通濾波器（電阻 100 Ω - 10 kΩ，電容 C0G 材質(zhì)），抑制混疊和 EMI 干擾，濾波器截止頻率建議設(shè)為采樣率的 1-10 倍。
• 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)，模擬信號與數(shù)字信號避免交叉；模擬輸入線路短且對稱，參考引腳遠(yuǎn)離數(shù)字噪聲源；VQFN 封裝的熱焊盤需焊接至 PCB 地平面，優(yōu)化散熱。

五、封裝與訂購信息

• 封裝類型 ：32 引腳 TQFP（PBS 封裝）和 32 引腳 VQFN（RHB 封裝），引腳鍍層為 NIPDAU，符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，MSL 等級 3（260°C 峰值回流，168 小時(shí)暴露）。
• 訂購型號 ：核心型號包括 ADS114S06IPBS（TQFP 管裝，250 片 / 管）、ADS114S08IRHBR（VQFN 卷帶，3000 片 / 卷）等，所有型號工作溫度范圍均為 -50°C 至 125°C，產(chǎn)品標(biāo)記分別為 “114S06” 和 “114S08”。