ADS8664和ADS8668是基于12位逐次逼近（SAR）模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）的4通道和8通道集成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，工作吞吐量為500 kSPS。這些器件為每個(gè)輸入通道提供集成模擬前端電路，具有高達(dá) ±20 V 的過壓保護(hù)、具有自動和手動掃描模式的 4 通道或 8 通道多路復(fù)用器，以及具有低溫漂移的片內(nèi) 4.096V 基準(zhǔn)電壓源。器件上的每個(gè)輸入通道均采用單 5V 模擬電源供電，可支持 ±10.24 V、±5.12 V、±2.56 V、±1.28V 和 ±0.64V 的真雙極性輸入范圍，以及 0 V 至 10.24 V、0 V 至 5.12 V、0 V 至 2.56 V 和 0 V 至 1.28 V 的單極性輸入范圍。所有輸入范圍內(nèi)的模擬前端增益都經(jīng)過精確調(diào)整，以確保高直流精度。輸入范圍選擇是軟件可編程的，并且每個(gè)通道都是獨(dú)立的。無論所選輸入范圍如何，這些器件都提供 1MΩ 恒定電阻輸入阻抗。

該ADS8664和ADS8668為數(shù)字主機(jī)提供簡單的SPI兼容串行接口，還支持多個(gè)器件的菊花鏈連接。數(shù)字電源的工作電壓范圍為1.65 V至5.25 V，可直接連接到各種主機(jī)控制器。
*附件：ads8664.pdf

特性

• 集成模擬前端的12位ADC
• 4、8 通道多路復(fù)用器，具有自動和手動掃描功能
• 與通道無關(guān)的可編程輸入：
  • ±10.24 V、±5.12 V、±2.56 V、±1.28 V、±0.64 V
  • 10.24 伏、5.12 伏、2.56 伏、1.28 伏
• 5V 模擬電源：1.65V 至 5V I/O 電源
• 恒定電阻輸入阻抗：1 MΩ
• 輸入過壓保護(hù)：高達(dá) ±20 V
• 片內(nèi)4.096V基準(zhǔn)電壓源，具有低漂移
• 卓越的性能：
  • 500 kSPS 聚合吞吐量
  • DNL：±0.2 LSB;INL：±0.2 LSB
  • 增益誤差和失調(diào)的低漂移
  • 信噪比：73.8 dB;總諧波擾：–95 分貝
  • 低功耗：65 mW
• AUX 輸入→直接連接到 ADC 輸入
• ALARM →每個(gè)通道的高閾值和低閾值
• 帶菊花鏈的SPI?兼容接口
• 工業(yè)溫度范圍：–40°C 至 125°C
• TSSOP-38 封裝（9.7 mm × 4.4 mm）

參數(shù)

方框圖

ADS8664（4 通道）與 ADS8668（8 通道）是德州儀器推出的高集成度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，核心優(yōu)勢是 12 位分辨率、500 kSPS 采樣率、寬輸入范圍及工業(yè)級可靠性，集成可編程增益、過壓保護(hù)與精準(zhǔn)參考源，搭配 SPI 接口與菊花鏈功能，適用于電力自動化、PLC 模擬輸入模塊、工業(yè)數(shù)據(jù)采集等工業(yè)控制場景。

一、核心性能與定位

• 通道與分辨率 ：ADS8664 為 4 通道、ADS8668 為 8 通道，均為單端輸入設(shè)計(jì)；12 位 SAR ADC 無丟失碼，DNL/INL 均為 ±0.2 LSB，增益誤差典型值 ±0.05% FSR，溫度漂移低至 1 ppm/°C，直流精度優(yōu)異。
• 輸入與動態(tài)性能 ：支持雙極性（±0.64 V~±10.24 V）與單極性（0 V1.28 V0 V~10.24 V）輸入范圍，通道獨(dú)立可編程；輸入阻抗恒定 1 MΩ（與量程無關(guān)），過壓保護(hù)達(dá) ±20 V；1 kHz 輸入時(shí) SNR 73.8 dBFS、THD -95 dBc、SFDR 97 dBc，動態(tài)性能穩(wěn)定。
• 采樣與功耗 ：總采樣率 500 kSPS（多通道共享），單通道采樣率隨通道數(shù)分?jǐn)偅还ぷ鞴?65 mW，支持待機(jī)（STDBY）與掉電（PWR_DN）低功耗模式，掉電電流僅 3 μA，適配低功耗系統(tǒng)。
• 環(huán)境與供電 ：工作溫度 -40°C125°C，滿足工業(yè)級寬溫要求；單模擬電源（AVDD=4.75 V5.25 V），數(shù)字電源（DVDD=1.65 V~5.25 V），供電方案簡化，兼容不同電平控制器。

二、關(guān)鍵功能與硬件特性

1. 集成功能模塊

• 信號調(diào)理與保護(hù)：每通道集成 2 階低通濾波器（-3 dB 帶寬 15 kHz）、可編程增益放大器（PGA），抑制高頻噪聲與混疊；內(nèi)置 ±20 V 過壓保護(hù)電路，無需外部保護(hù)器件，適應(yīng)工業(yè)惡劣環(huán)境。
• 參考源與輔助通道：內(nèi)置 4.096 V 精準(zhǔn)參考源（溫度漂移 8 ppm/°C），支持外部參考輸入；單路輔助通道（AUX_IN）直接連接 ADC，支持 0 V~4.096 V 輸入，SNR 73.7 dBFS，可用于校準(zhǔn)或額外信號采集。
• 報(bào)警與靈活控制：支持每通道獨(dú)立高低閾值報(bào)警，帶 4 位可編程滯回（±1~±15 LSB），ALARM 引腳輸出報(bào)警信號；支持自動掃描（AUTO_RST）與手動通道選擇（MAN_Ch_n），可關(guān)閉未使用通道以降低功耗。
• 接口與擴(kuò)展：SPI 兼容接口（最高 17 MHz SCLK），支持菊花鏈（DAISY）與星形拓?fù)洌阌诙嘈酒瑪U(kuò)展；SDO 輸出格式可編程，可包含通道地址、設(shè)備 ID 等信息，簡化多通道數(shù)據(jù)區(qū)分。

2. 工作模式

• 多通道掃描模式：自動掃描模式按預(yù)設(shè)序列循環(huán)采集選中通道，支持通道使能與斷電配置；手動模式單次選中特定通道采集，適配按需采樣場景。
• 低功耗模式：待機(jī)模式保留參考源，喚醒時(shí)間 20 μs；掉電模式關(guān)閉所有電路，喚醒時(shí)間 15 ms（內(nèi)部參考），兼顧功耗與響應(yīng)速度。
• 校準(zhǔn)與補(bǔ)償：支持軟件復(fù)位寄存器，通道間增益匹配 ±0.1% FSR，可通過外部電阻匹配抵消源阻抗影響，提升系統(tǒng)一致性。
• 擴(kuò)展模式：菊花鏈模式可串聯(lián)多片設(shè)備，共享 SPI 總線，減少控制器接口占用；星形模式支持獨(dú)立片選，可靈活選擇采集通道。

3. 封裝與集成

• 封裝規(guī)格：采用 38 引腳 TSSOP 封裝（9.7 mm×4.4 mm），引腳布局緊湊，便于 PCB 集成；引腳含模擬地（AGND）、數(shù)字地（DGND）、參考地（REFGND），分開布線降低串?dāng)_。
• 可靠性設(shè)計(jì)：ESD 防護(hù)達(dá) ±4000 V（模擬引腳）/±2000 V（其他引腳），符合工業(yè) ESD 標(biāo)準(zhǔn)；電源抑制比（PSRR）優(yōu)異，搭配去耦電容可進(jìn)一步降低電源噪聲影響。

三、典型應(yīng)用場景

• 電力自動化：多通道電壓 / 電流采集、相位補(bǔ)償與功率參數(shù)測量；
• PLC 模擬輸入模塊：工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號（020 mA、420 mA、±10 V）采集；
• 工業(yè)數(shù)據(jù)采集：傳感器信號（溫度、壓力、流量）數(shù)字化、多通道監(jiān)控系統(tǒng)；
• 測試測量設(shè)備：低速率、高精度模擬信號采集模塊。

四、設(shè)計(jì)關(guān)鍵要點(diǎn)

1. 供電與去耦 ：AVDD 與 DVDD 需分別就近配置 1 μF 陶瓷電容 + 10 μF 電解電容去耦，參考源引腳（REFIO/REFCAP）需并聯(lián) 10 μF~22 μF 電容，確保參考源穩(wěn)定。
2. 輸入接口：模擬輸入建議串聯(lián) RC 低通濾波器（如 33 Ω 電阻 + 100 nF 電容），抑制高頻噪聲；單端輸入需保證 AIN_nGND 與系統(tǒng)地等電位，避免地電位差引入誤差。
3. 布局規(guī)范：PCB 需劃分模擬區(qū)與數(shù)字區(qū)，共享完整地平面；模擬信號線遠(yuǎn)離數(shù)字時(shí)鐘與 SPI 線，參考源相關(guān)布線最短，減少電磁耦合。
4. 時(shí)序與同步：SPI 時(shí)鐘頻率不超過 17 MHz，確保數(shù)據(jù)傳輸完整性；多通道采集時(shí)需考慮通道切換延遲，通過軟件補(bǔ)償相位差（尤其電力測量場景）。

五、核心差異與選型