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 兼容模數轉換器 （ADC）。ADS111x-Q1器件集成了低漂移基準電壓源和振蕩器。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量應用。

ADS111x-Q1 以高達每秒 860 個樣本 （SPS） 的數據速率執行轉換。PGA 提供 ±256 mV 至 ±6.144 V 的輸入范圍，可實現精確的大信號和小信號測量。ADS1115-Q1 具有輸入多路復用器 （MUX），允許兩個差分或四個單端輸入測量。使用ADS1114-Q1和ADS1115-Q1中的數字比較器進行欠壓和過壓檢測。
*附件：ads1113-q1.pdf

特性

• 符合 AEC-Q100 標準，適用于汽車應用：
  • 溫度等級 1：–40°C 至 +125°C，T一個
• 功能安全功能
  • 可用于幫助功能安全系統設計的文檔
• 寬電源范圍：2.0 V 至 5.5 V
• 低電流消耗：
  • 150 μA（連續轉換模式）
• 可編程數據速率：
  • 8 SPS 至 860 SPS
• 單周期穩定
• 內部低漂移基準電壓源
• 內部振蕩器
• 我^2^C接口：四個引腳可選地址
• 設備系列：
  • ADS1113-Q1：1 個單端或差分輸入
  • ADS1114-Q1：1 個單端或差分輸入，帶比較器和 PGA
  • ADS1115-Q1：4 個單端或 2 個差分輸入，帶比較器和 PGA

參數

方框圖

ADS111x-Q1 是德州儀器推出的汽車級高精度低功耗 16 位 ADC 系列，包含 ADS1113-Q1/ADS1114-Q1/ADS1115-Q1 三個型號，通過 AEC-Q100 認證，集成內部基準源、振蕩器和可編程功能模塊（部分型號），采用 I2C 接口，專為汽車電子及高精度傳感器測量場景設計。

一、核心特性與關鍵參數

1. 基礎性能

• 分辨率與采樣速率：16 位無丟失碼分辨率，采樣速率可編程（8 SPS-860 SPS），單周期穩定，轉換時間與采樣速率成反比。
• 精度表現：積分非線性（INL）最大 1 LSB，失調誤差最大 ±3 LSB（差分輸入），失調溫漂典型值 0.005 LSB/°C；增益誤差典型值 0.01%（25°C），增益溫漂最小 5 ppm/°C，長期穩定性優異。
• 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：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；內置低漂移電壓基準，無外部基準接口，基準誤差已整合至增益指標。
• 比較器功能：ADS1114-Q1/ADS1115-Q1 含可編程數字比較器，支持傳統 / 窗口比較模式，可配置閂鎖、極性和觸發次數（1/2/4 次連續觸發），ALERT/RDY 引腳兼具轉換就緒指示功能。
• 噪聲性能：低噪聲特性，8 SPS 采樣率下輸入基準噪聲低至 7.81 μVpp（±0.256 V 量程），有效分辨率可達 16 位，降低采樣速率可進一步優化噪聲表現。
• 接口與地址：I2C 兼容接口，支持標準 / 快速 / 高速模式（最高 3.4 MHz）；通過 ADDR 引腳可配置 4 種不同 I2C 地址，支持多設備組網。

3. 功耗與可靠性

• 功耗特性：連續轉換模式電流典型值 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），可進一步降低功耗。
• 工作條件：供電電壓 2.0 V-5.5 V，工作溫度 -40°C 至 +125°C，符合汽車級溫度等級 1 標準。
• 防護性能：ESD 防護達 ±2000 V（人體模型），模擬輸入引腳支持 ±0.3 V 超范圍電壓，內置輸入保護二極管；共模抑制比（CMRR）最高 105 dB，抗干擾能力強。

二、產品型號差異

三、應用場景

適用于汽車攝像頭模塊、中控信息顯示、儀表盤顯示、低側電流分流監測等汽車電子場景，也可用于工業高精度傳感器信號采集、醫療設備數據測量、電池電壓監測等對精度和穩定性要求高的領域。

四、設計與使用建議

1. 電源與基準

• 電源設計：供電電壓需穩定在 2.0 V-5.5 V，VDD 引腳就近放置 0.1 μF 多層陶瓷去耦電容，避免使用過孔連接電容與引腳，減少電源噪聲干擾。
• 上電時序：VDD 穩定后需等待 50 μs 再啟動 I2C 通信，確保內部復位和基準穩定完成。
• 基準使用：依賴內部基準，無需外部基準電路，若需更高精度，可通過外部電路校準增益和失調誤差。

2. 輸入與濾波

• 輸入保護：模擬輸入電壓不得超過 VDD+0.3 V/GND-0.3 V，超出時需串聯限流電阻（建議 ≤1 kΩ）和肖特基二極管，限制輸入電流不超過 ±10 mA，避免損壞器件。
• 濾波設計：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，根據總線速率和電容選擇），多設備組網時需確保地址不沖突，避免總線超時（空閑時間不超過 25 ms）。
• 工作模式：支持連續轉換和單次轉換模式，單次轉換模式下轉換完成后自動進入掉電狀態，適合低功耗周期性測量；通過占空比工作可進一步降低平均功耗。
• 寄存器配置：通過 16 位配置寄存器設置輸入通道、采樣速率、PGA 增益、比較器模式等，轉換結果存儲在 16 位二進制補碼格式寄存器中，支持隨時讀取最新數據。

五、封裝與訂購信息

• 封裝規格：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。
• 訂購型號：批量供應型號如 ADS1113BQDGSRQ1（VSSOP 封裝，2500 個 / 卷）、ADS1115QNKSRQ1（UQFN 封裝，5000 個 / 卷），符合 RoHS 標準，MSL 等級 2，峰值回流溫度 260°C。

六、關鍵設計要點

• 噪聲優化：降低采樣速率可提升噪聲性能，8 SPS 時噪聲最低，適合高精度靜態信號測量；高采樣速率（如 860 SPS）適用于動態信號，需平衡噪聲與響應速度。
• 精度校準：若需極致精度，可在系統中加入單點校準（校準失調）或兩點校準（校準增益和失調），抵消器件固有誤差和外部電路影響。
• 布局規范：PCB 需分區設計，模擬區與數字區分離，模擬地與數字地單點連接；模擬信號走線遠離數字信號線，電源和基準相關電容就近布局，減少寄生參數。