ADS1148-Q1 是一款高度集成、精密的 16 位模數轉換器 （ADC），包括許多集成功能，可降低傳感器的系統成本和元件數量 測量應用。該器件具有低噪聲、可編程增益放大器 （PGA）、 精密 ΔΣ （ΔΣ） ADC，具有單周期建立數字濾波器和內部 振蕩器。ADS1148-Q1集成了一個低漂移基準電壓源和兩個匹配的可編程激勵 電流源 （IDAC）。

該器件提供完全靈活的多路復用器，允許正負 輸入要獨立選擇。此外，多路復用器還集成了傳感器燒毀功能 檢測、熱電偶電壓偏置、系統監控和八個通用數字 I/O （GPIO）。PGA 提供高達 128 V/V 的可選增益。這些功能提供了完整的 用于溫度傳感器測量應用的前端解決方案，包括熱電偶、 熱敏電阻、電阻溫度檢測器 （RTD） 和其他小信號測量。這 數字濾波器在單個周期內穩定，以支持使用輸入時的快速通道循環 多路復用器，提供高達 2 kSPS 的數據速率。對于 20 SPS 或更低的數據速率， 濾波器都會抑制50 Hz和60 Hz的干擾。
*附件：ads1148-q1.pdf

特性

• 符合汽車應用標準
• AEC-Q100 符合以下標準：
  • 溫度等級 1：–40°C 至 +125°C
  • HBM ESD 分類 2
  • CDM ESD 分類 C5
• 可編程增益：1 V/V 至 128 V/V
• 可編程數據速率：5 SPS至2 kSPS
• 所有數據速率的單周期建立
• 具有 8 個獨立可選輸入的模擬多路復用器
• 雙匹配可編程激勵電流源：50 μA 至 1.5 mA
• 內部2.048V基準電壓源
• 內部4.096MHz振蕩器
• 內部溫度傳感器
• 傳感器開路檢測
• 電源和外部基準電壓源監控
• 自校準和系統校準
• 8 個通用 I/O
• SPI 兼容串行接口
• 模擬電源：單極性（2.7 V 至 5.25 V）或雙極性（±2.5 V）
• 數字電源：2.7 V 至 5.25 V

參數

方框圖

ADS1148-Q1 是德州儀器推出的汽車級高精度 16 位 ADC，集成可編程增益放大器（PGA）、參考源、振蕩器等多功能，核心優勢為寬溫適配、高集成度及低噪聲，專為汽車場景的傳感器信號采集設計。

一、核心產品參數

1. 基礎規格

• 分辨率與通道：16 位分辨率（無丟失碼），8 路可獨立選擇輸入通道，支持差分 / 偽差分信號采集
• 采樣與轉換性能：可編程數據速率 5-2000 SPS；數字濾波器單周期 settling，20 SPS 及以下速率可抑制 50/60 Hz 干擾
• 封裝與溫度：28 引腳 TSSOP（9.70mm×4.40mm）封裝；AEC-Q100 1 級認證，工作溫度 -40°C 至 125°C
• 電源與功耗：模擬電源 2.7-5.25 V（單極性）或 ±2.5 V（雙極性），數字電源 2.7-5.25 V；3.3 V 供電、20 SPS 速率下典型功耗 1.4 mW，掉電模式電流 0.1-0.2 μA

2. 輸入與性能特性

• 輸入范圍：滿量程范圍 ±VREF/Gain，VREF 內置 2.048 V（溫漂 ±20-50 ppm/°C），PGA 增益 1-128 V/V 可編程
• 靜態性能：INL 最大 ±1 LSB， Offset 誤差校準后 ±1 LSB；共模抑制比（CMRR）直流下 90-100 dB，電源抑制比（PSRR）100 dB
• 動態性能：20 SPS 速率下輸入參考噪聲低至 0.49 μVpp（Gain=128）；THD 性能優異，適配小信號高精度采集
• 輸入特性：輸入電容 40 pF（采樣模式）/4 pF（保持模式），輸入泄漏電流最大 100 pA，高輸入阻抗適配各類傳感器

3. 集成功能參數

• 激勵電流源：雙路匹配可編程 IDAC，輸出范圍 50 μA-1.5 mA，電流匹配度 ±0.2%，支持傳感器 excitation
• 輔助功能：內置溫度傳感器（405 μV/°C 系數）、開路傳感器檢測（0.5/2/10 μA burnout 電流）、電源與參考源監測
• 數字接口：SPI 兼容串行接口，支持連續 / 單次數據讀取，8 路 GPIO 可復用為模擬輸入或數字 I/O

二、關鍵功能特性

1. 高集成與靈活配置

• 一體化前端：集成 PGA、2.048 V 低漂參考源、4.096 MHz 內部振蕩器，減少外部元件數量
• 多模式校準：支持自校準（SELFOCAL）、系統偏移校準（SYSOCAL）、系統增益校準（SYSGCAL），24 位校準寄存器提升精度
• 通道與增益適配：8 路輸入可靈活配置正負輸入端，PGA 增益 1-128 級可調，適配熱電偶、RTD、橋路等不同傳感器輸出

2. 汽車級可靠性設計

• 防護性能：HBM ESD 等級 2（±2000 V），CDM ESD 等級 C5（±750 V），滿足汽車電子電磁兼容要求
• 寬溫穩定：關鍵參數（增益、偏移、參考源）溫漂低，全溫范圍（-40°C 至 125°C）性能一致性優異
• 故障檢測：支持開路傳感器檢測、電源監測功能，適配汽車安全相關應用的診斷需求

3. 低噪聲與高精度優化

• 濾波設計：內置 EMI 濾波器與可編程數字濾波器，兼顧抗干擾與響應速度
• 低噪聲架構：PGA 采用斬波穩定技術， Offset 漂移低至 15 nV/°C（Gain=128），適配微伏級小信號采集
• ratiometric 測量支持：緩沖參考輸入，可實現與傳感器激勵源同源的比率測量，抵消漂移誤差

三、典型應用場景

• 汽車溫度測量：熱電偶 / RTD / 熱敏電阻 - based 排氣溫度、電池溫度監測
• 尾氣傳感： soot、NO?、NH?、O? 等排氣污染物傳感器信號采集
• 電池管理系統（BMS）：電池電壓、電流監測
• 工業控制擴展：多通道電壓 / 電流監測、工業自動化傳感器信號采集

四、設計與使用建議

1. 輸入與參考設計

• 輸入調理：建議前端添加 RC 抗混疊濾波器（R≤10 kΩ，C 優先選 C0G/NPO 型），限制輸入電流保護器件
• 參考配置：內置參考源需在 VREFOUT 與 VREFCOM 間并聯 1-47 μF 電容穩定；外部參考需滿足 0.5 V 至 (AVDD-AVSS-1) V 范圍
• 共模電壓：單極性供電時輸入共模電壓需靠近 mid-supply，避免超出 PGA 線性范圍

2. 電源與布線

• 電源配置：模擬 / 數字電源獨立供電，各電源引腳就近并聯 0.1 μF 去耦電容；優先使用 LDO 供電降低紋波
• PCB 布局：劃分模擬 / 數字區域，避免數字信號與模擬輸入、參考線路交叉；接地采用單點連接，參考源與濾波器靠近器件擺放

3. 校準與模式選擇

• 校準時機：上電后、溫度變化、增益 / 通道切換后建議執行校準，提升測量精度
• 速率選擇：高精度場景選 5-20 SPS（低噪聲、工頻抑制），快速響應場景選 1000-2000 SPS
• 功能配置：通過寄存器靈活配置 IDAC 電流、GPIO 功能、濾波器模式，適配不同傳感器需求