ADS8674和ADS8678是基于14位逐次逼近（SAR）模數轉換器（ADC）的4通道和8通道集成數據采集系統，工作吞吐量為500 kSPS。這些器件為每個輸入通道提供集成模擬前端電路，具有高達 ±20 V 的過壓保護、具有自動和手動掃描模式的 4 通道或 8 通道多路復用器，以及具有低溫漂移的片內 4.096V 基準電壓源。器件上的每個輸入通道均采用單 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。所有輸入范圍內的模擬前端增益都經過精確調整，以確保高直流精度。輸入范圍選擇是軟件可編程的，并且每個通道都是獨立的。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。

ADS8674和ADS8678為數字主機提供簡單的SPI兼容串行接口，還支持多個器件的菊花鏈連接。數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控制器。
*附件：ads8674.pdf

特性

• 集成模擬前端的14位ADC
• 4、8 通道多路復用器，具有自動和手動掃描功能
• 與通道無關的可編程輸入：
  • ±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：高達 ±20 V
• 片內4.096V基準電壓源，具有低漂移
• 卓越的性能：
  • 500 kSPS 聚合吞吐量
  • DNL：±0.2 LSB;INL：±0.25 LSB
  • 增益誤差和失調的低漂移
  • 信噪比：85分貝;總諧波擾：–100 分貝
  • 低功耗：65 mW
• AUX 輸入→直接連接到 ADC 輸入
• ALARM →每個通道的高閾值和低閾值
• 帶菊花鏈的SPI?兼容接口
• 工業溫度范圍：–40°C 至 125°C
• TSSOP-38 封裝（9.7 mm × 4.4 mm）

參數

方框圖

ADS8674（4 通道）與 ADS8678（8 通道）是德州儀器推出的高精度數據采集系統，核心優勢是 14 位高分辨率、500 kSPS 采樣率、優異動態性能及工業級可靠性，集成可編程增益、過壓保護與精準參考源，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、高精度工業數據采集等對精度要求嚴苛的場景。

一、核心性能與定位

• 通道與分辨率 ：ADS8674 為 4 通道、ADS8678 為 8 通道，均為單端輸入；14 位 SAR ADC 無丟失碼，DNL ±0.2 LSB、INL ±0.25 LSB，增益誤差典型值 ±0.02% FSR，溫度漂移低至 1 ppm/°C，直流精度遠超同系列 12 位產品。
• 輸入與動態性能 ：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，通道獨立可編程；輸入阻抗恒定 1 MΩ，過壓保護達 ±20 V；1 kHz 輸入時 SNR 85 dBFS、THD -100 dBc、SFDR 101 dBc，動態性能優異，微弱信號采集能力突出。
• 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分攤；工作功耗 65 mW，支持待機（STDBY）與掉電（PWR_DN）低功耗模式，掉電電流僅 3 μA，平衡精度與功耗需求。
• 環境與供電 ：工作溫度 -40°C125°C，滿足工業級寬溫要求；單模擬電源（AVDD=4.75 V5.25 V），數字電源（DVDD=1.65 V~5.25 V），供電靈活，兼容不同電平控制器。

二、關鍵功能與硬件特性

1. 集成功能模塊

• 信號調理與保護：每通道集成 2 階低通濾波器（-3 dB 帶寬 15 kHz）、高精度可編程增益放大器（PGA），有效抑制高頻噪聲與混疊；內置 ±20 V 過壓保護電路，無需外部保護器件，適應工業復雜環境。
• 參考源與輔助通道：內置 4.096 V 精準參考源（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 84.4 dBFS、THD -100 dBc，可用于高精度校準或額外信號采集。
• 報警與靈活控制：支持每通道獨立高低閾值報警，帶 6 位可編程滯回（±1~±63 LSB），ALARM 引腳輸出報警信號；支持自動掃描（AUTO_RST）與手動通道選擇（MAN_Ch_n），可關閉未使用通道以優化功耗。
• 接口與擴展：SPI 兼容接口（最高 17 MHz SCLK），支持菊花鏈（DAISY）與星形拓撲，多芯片擴展便捷；SDO 輸出格式可編程，可包含 14 位轉換結果、通道地址、設備 ID 等信息，簡化多通道數據區分。

2. 工作模式

• 多通道掃描模式：自動掃描模式按預設序列循環采集選中通道，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，適配按需高精度采樣場景。
• 低功耗模式：待機模式保留參考源，喚醒時間 20 μs；掉電模式關閉所有電路，喚醒時間 15 ms（內部參考），兼顧低功耗與快速響應。
• 校準與補償：通道間增益匹配 ±0.02% FSR，可通過外部電阻匹配抵消源阻抗影響，進一步提升系統一致性；14 位分辨率使 LSB 最小可達 78.125 μV（最小輸入范圍下），細分能力更強。
• 擴展模式：菊花鏈模式可串聯多片設備，共享 SPI 總線，減少控制器接口占用；星形模式支持獨立片選，靈活選擇采集通道。

3. 封裝與集成

• 封裝規格：采用 38 引腳 TSSOP 封裝（9.7 mm×4.4 mm），引腳布局緊湊，與同系列 12 位產品兼容，便于設計升級；引腳含模擬地（AGND）、數字地（DGND）、參考地（REFGND），分開布線可降低串擾。
• 可靠性設計：ESD 防護達 ±4000 V（模擬引腳）/±2000 V（其他引腳），符合工業 ESD 標準；電源抑制比（PSRR）優異，搭配去耦電容可進一步降低電源噪聲影響，保障高精度采集。

三、典型應用場景

• 電力自動化：高精度電壓 / 電流采集、相位補償與功率參數測量，適配 50 Hz/60 Hz 電力信號高精度分析；
• PLC 模擬輸入模塊：工業標準信號（020 mA、420 mA、±10 V）高精度數字化，滿足過程控制嚴苛精度要求；
• 工業數據采集：傳感器信號（溫度、壓力、流量）高精度轉換、多通道高精度監控系統；
• 測試測量設備：低速率、高精度模擬信號采集模塊，如實驗室儀器、醫療檢測設備前端。

四、設計關鍵要點

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 10 μF~22 μF 電容，確保參考源穩定，避免影響精度。
2. 輸入接口：模擬輸入建議串聯 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 與系統地等電位，避免地電位差引入誤差，確保 14 位精度發揮。
3. 布局規范：PCB 需劃分模擬區與數字區，共享完整地平面；模擬信號線遠離數字時鐘與 SPI 線，參考源相關布線最短，減少電磁耦合對高精度采集的影響。
4. 時序與同步：SPI 時鐘頻率不超過 17 MHz，確保數據傳輸完整性；多通道采集時需考慮通道切換延遲，通過軟件補償相位差，尤其適用于電力信號相位測量場景。