ADS1113-Q1、ADS1114-Q1 和 ADS1115-Q1 器件 （ADS111x-Q1） 具有精密、低功耗、16 位、I^2^采用 VSSOP-10 和 UQFN-10 封裝的 C 兼容模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC）。ADS111x-Q1器件集成了低漂移基準(zhǔn)電壓源和振蕩器。ADS1114-Q1 和 ADS1115-Q1 還集成了可編程增益放大器 （PGA） 和數(shù)字比較器。這些特性以及寬工作電源范圍使 ADS111x-Q1 非常適合功率和空間受限的傳感器測(cè)量應(yīng)用。

ADS111x-Q1 以高達(dá)每秒 860 個(gè)樣本 （SPS） 的數(shù)據(jù)速率執(zhí)行轉(zhuǎn)換。PGA 提供 ±256 mV 至 ±6.144 V 的輸入范圍，可實(shí)現(xiàn)精確的大信號(hào)和小信號(hào)測(cè)量。ADS1115-Q1 具有輸入多路復(fù)用器 （MUX），允許兩個(gè)差分或四個(gè)單端輸入測(cè)量。使用ADS1114-Q1和ADS1115-Q1中的數(shù)字比較器進(jìn)行欠壓和過(guò)壓檢測(cè)。
*附件：ads1113-q1.pdf

特性

• 符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)，適用于汽車應(yīng)用：
  • 溫度等級(jí) 1：–40°C 至 +125°C，T一個(gè)
• 功能安全功能
  • 可用于幫助功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文檔
• 寬電源范圍：2.0 V 至 5.5 V
• 低電流消耗：
  • 150 μA（連續(xù)轉(zhuǎn)換模式）
• 可編程數(shù)據(jù)速率：
  • 8 SPS 至 860 SPS
• 單周期穩(wěn)定
• 內(nèi)部低漂移基準(zhǔn)電壓源
• 內(nèi)部振蕩器
• 我^2^C接口：四個(gè)引腳可選地址
• 設(shè)備系列：
  • ADS1113-Q1：1 個(gè)單端或差分輸入
  • ADS1114-Q1：1 個(gè)單端或差分輸入，帶比較器和 PGA
  • ADS1115-Q1：4 個(gè)單端或 2 個(gè)差分輸入，帶比較器和 PGA

參數(shù)

方框圖

ADS111x-Q1 是德州儀器推出的汽車級(jí)高精度低功耗 16 位 ADC 系列，包含 ADS1113-Q1/ADS1114-Q1/ADS1115-Q1 三個(gè)型號(hào)，通過(guò) AEC-Q100 認(rèn)證，集成內(nèi)部基準(zhǔn)源、振蕩器和可編程功能模塊（部分型號(hào)），采用 I2C 接口，專為汽車電子及高精度傳感器測(cè)量場(chǎng)景設(shè)計(jì)。

一、核心特性與關(guān)鍵參數(shù)

1. 基礎(chǔ)性能

• 分辨率與采樣速率：16 位無(wú)丟失碼分辨率，采樣速率可編程（8 SPS-860 SPS），單周期穩(wěn)定，轉(zhuǎn)換時(shí)間與采樣速率成反比。
• 精度表現(xiàn)：積分非線性（INL）最大 1 LSB，失調(diào)誤差最大 ±3 LSB（差分輸入），失調(diào)溫漂典型值 0.005 LSB/°C；增益誤差典型值 0.01%（25°C），增益溫漂最小 5 ppm/°C，長(zhǎng)期穩(wěn)定性優(yōu)異。
• 輸入配置：支持單端 / 差分輸入，ADS1115-Q1 提供 4 路單端或 2 路差分輸入，ADS1113-Q1/ADS1114-Q1 提供 1 路單端或 1 路差分輸入；輸入電壓范圍 ±0.256 V 至 ±6.144 V（可編程）。

2. 核心功能

• 增益與基準(zhǔn)：ADS1114-Q1/ADS1115-Q1 集成可編程增益放大器（PGA），ADS1113-Q1 固定 ±2.048 V 滿量程；內(nèi)置低漂移電壓基準(zhǔn)，無(wú)外部基準(zhǔn)接口，基準(zhǔn)誤差已整合至增益指標(biāo)。
• 比較器功能：ADS1114-Q1/ADS1115-Q1 含可編程數(shù)字比較器，支持傳統(tǒng) / 窗口比較模式，可配置閂鎖、極性和觸發(fā)次數(shù)（1/2/4 次連續(xù)觸發(fā)），ALERT/RDY 引腳兼具轉(zhuǎn)換就緒指示功能。
• 噪聲性能：低噪聲特性，8 SPS 采樣率下輸入基準(zhǔn)噪聲低至 7.81 μVpp（±0.256 V 量程），有效分辨率可達(dá) 16 位，降低采樣速率可進(jìn)一步優(yōu)化噪聲表現(xiàn)。
• 接口與地址：I2C 兼容接口，支持標(biāo)準(zhǔn) / 快速 / 高速模式（最高 3.4 MHz）；通過(guò) ADDR 引腳可配置 4 種不同 I2C 地址，支持多設(shè)備組網(wǎng)。

3. 功耗與可靠性

• 功耗特性：連續(xù)轉(zhuǎn)換模式電流典型值 150 μA（3.3 V），掉電模式電流典型值 0.5 μA，支持占空比工作（如 860 SPS 采樣率下周期性觸發(fā)），可進(jìn)一步降低功耗。
• 工作條件：供電電壓 2.0 V-5.5 V，工作溫度 -40°C 至 +125°C，符合汽車級(jí)溫度等級(jí) 1 標(biāo)準(zhǔn)。
• 防護(hù)性能：ESD 防護(hù)達(dá) ±2000 V（人體模型），模擬輸入引腳支持 ±0.3 V 超范圍電壓，內(nèi)置輸入保護(hù)二極管；共模抑制比（CMRR）最高 105 dB，抗干擾能力強(qiáng)。

二、產(chǎn)品型號(hào)差異

三、應(yīng)用場(chǎng)景

適用于汽車攝像頭模塊、中控信息顯示、儀表盤顯示、低側(cè)電流分流監(jiān)測(cè)等汽車電子場(chǎng)景，也可用于工業(yè)高精度傳感器信號(hào)采集、醫(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)測(cè)量、電池電壓監(jiān)測(cè)等對(duì)精度和穩(wěn)定性要求高的領(lǐng)域。

四、設(shè)計(jì)與使用建議

1. 電源與基準(zhǔn)

• 電源設(shè)計(jì)：供電電壓需穩(wěn)定在 2.0 V-5.5 V，VDD 引腳就近放置 0.1 μF 多層陶瓷去耦電容，避免使用過(guò)孔連接電容與引腳，減少電源噪聲干擾。
• 上電時(shí)序：VDD 穩(wěn)定后需等待 50 μs 再啟動(dòng) I2C 通信，確保內(nèi)部復(fù)位和基準(zhǔn)穩(wěn)定完成。
• 基準(zhǔn)使用：依賴內(nèi)部基準(zhǔn)，無(wú)需外部基準(zhǔn)電路，若需更高精度，可通過(guò)外部電路校準(zhǔn)增益和失調(diào)誤差。

2. 輸入與濾波

• 輸入保護(hù)：模擬輸入電壓不得超過(guò) VDD+0.3 V/GND-0.3 V，超出時(shí)需串聯(lián)限流電阻（建議 ≤1 kΩ）和肖特基二極管，限制輸入電流不超過(guò) ±10 mA，避免損壞器件。
• 濾波設(shè)計(jì)：建議在模擬輸入端添加一階 RC 低通濾波器（截止頻率建議為采樣速率的 1-10 倍），抑制混疊和電磁干擾；差分輸入需匹配走線，減少共模噪聲轉(zhuǎn)化。
• 未用引腳：未使用的模擬輸入可懸空或接地，NC 引腳可懸空或接地，未使用的 ALERT/RDY 引腳可懸空或通過(guò)弱上拉電阻接 VDD。

3. 接口與配置

• I2C 通信：SDA/SCL 引腳需外接上拉電阻（1 kΩ-10 kΩ，根據(jù)總線速率和電容選擇），多設(shè)備組網(wǎng)時(shí)需確保地址不沖突，避免總線超時(shí)（空閑時(shí)間不超過(guò) 25 ms）。
• 工作模式：支持連續(xù)轉(zhuǎn)換和單次轉(zhuǎn)換模式，單次轉(zhuǎn)換模式下轉(zhuǎn)換完成后自動(dòng)進(jìn)入掉電狀態(tài)，適合低功耗周期性測(cè)量；通過(guò)占空比工作可進(jìn)一步降低平均功耗。
• 寄存器配置：通過(guò) 16 位配置寄存器設(shè)置輸入通道、采樣速率、PGA 增益、比較器模式等，轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)在 16 位二進(jìn)制補(bǔ)碼格式寄存器中，支持隨時(shí)讀取最新數(shù)據(jù)。

五、封裝與訂購(gòu)信息

• 封裝規(guī)格：提供 10 引腳 VSSOP（DGS 封裝，3.00 mm×3.00 mm）和 10 引腳 UQFN（NKS 封裝，1.60 mm×2.00 mm），適配不同空間需求。
• 訂購(gòu)型號(hào)：批量供應(yīng)型號(hào)如 ADS1113BQDGSRQ1（VSSOP 封裝，2500 個(gè) / 卷）、ADS1115QNKSRQ1（UQFN 封裝，5000 個(gè) / 卷），符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，MSL 等級(jí) 2，峰值回流溫度 260°C。

六、關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)

• 噪聲優(yōu)化：降低采樣速率可提升噪聲性能，8 SPS 時(shí)噪聲最低，適合高精度靜態(tài)信號(hào)測(cè)量；高采樣速率（如 860 SPS）適用于動(dòng)態(tài)信號(hào)，需平衡噪聲與響應(yīng)速度。
• 精度校準(zhǔn)：若需極致精度，可在系統(tǒng)中加入單點(diǎn)校準(zhǔn)（校準(zhǔn)失調(diào)）或兩點(diǎn)校準(zhǔn)（校準(zhǔn)增益和失調(diào)），抵消器件固有誤差和外部電路影響。
• 布局規(guī)范：PCB 需分區(qū)設(shè)計(jì)，模擬區(qū)與數(shù)字區(qū)分離，模擬地與數(shù)字地單點(diǎn)連接；模擬信號(hào)走線遠(yuǎn)離數(shù)字信號(hào)線，電源和基準(zhǔn)相關(guān)電容就近布局，減少寄生參數(shù)。