該ADS1018是一款精密、低功耗、12 位、無噪聲的模數轉換器 （ADC），采用超小型、無引腳 X2QFN-10 或 VSSOP-10 封裝，提供測量最常見傳感器信號所需的所有功能。該ADS1018集成了可編程增益放大器 （PGA）、基準電壓源、振蕩器和高精度溫度傳感器。這些特性以及 2 V 至 5.5 V 的寬電源范圍使該ADS1018非常適合功率和空間受限的傳感器測量應用。
*附件：ads1018.pdf

該ADS1018以高達每秒 3300 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，允許以高分辨率測量大信號和小信號。輸入多路復用器（多路復用器）允許測量兩個差分或四個單端輸入。高精度溫度傳感器用于系統級溫度監測，或熱電偶的冷端補償。

ADS1018在連續轉換模式下運行，也可以在轉換后自動關閉的單次模式下運行。單次模式可顯著降低空閑期間的電流消耗。數據通過串行外設接口 （SPI?） 傳輸。

特性

• 超小型 X2QFN 封裝
  2 mm × 1.5 mm × 0.4 mm
• 12 位無噪聲分辨率
• 寬電源范圍：2 V 至 5.5 V
• 低電流消耗：
  • 連續模式：僅 150 μA
  • 單次模式：自動掉電
• 可編程數據速率：128 SPS 至 3300 SPS
• 單周期建立
• 內部低漂移基準電壓源
• 內部溫度傳感器：
  2°C（最大值）誤差
• 內部振蕩器
• 內部 PGA
• 四個單端或兩個差分輸入
• 指定溫度：–40°C 至 +125°C

參數

方框圖

一、產品概述

ADS1018 是德州儀器（TI）推出的超小型低功耗 12 位模數轉換器（ADC），核心優勢為集成度高、功耗低、封裝小巧，內置可編程增益放大器（PGA）、電壓基準、振蕩器及高精度溫度傳感器，適用于溫度測量、便攜式儀器、工業自動化等對功耗和空間敏感的場景。文檔版本為 SBAS526D，最初發布于 2012 年 11 月，2019 年 9 月修訂，工作溫度范圍 - 40°C 至 125°C。

二、核心參數與性能特性

1. 基礎規格

• 分辨率與采樣率 ：12 位無失碼分辨率，采樣率可編程（128 SPS-3300 SPS），單周期建立時間，適配不同速率需求。
• 輸入與增益 ：支持 4 路單端或 2 路差分輸入，PGA 可編程增益對應滿量程范圍（FSR）±0.256 V 至 ±6.144 V，最小 LSB 尺寸 0.125 mV，適配大小信號測量。
• 精度指標 ：積分非線性（INL）最大 0.5 LSB，偏移誤差最大 ±0.5 LSB，增益誤差最大 0.25%，溫度傳感器誤差最大 ±2°C，測量精度優異。

2. 供電與功耗

• 供電范圍 ：單電源 2 V-5.5 V，絕對最大供電電壓 7 V，適配多種電源場景。
• 功耗表現 ：連續模式功耗僅 150 μA（典型值），單觸發模式自動掉電，掉電電流低至 0.5 μA（典型值），功耗控制出色。

3. 封裝與環境適應性

• 封裝類型 ：提供 10 引腳 X2QFN（尺寸 1.50 mm×2.00 mm）和 10 引腳 VSSOP（尺寸 3.00 mm×3.00 mm）兩種小型封裝，滿足空間受限場景。
• 可靠性 ：ESD 防護電壓 ±4000 V（人體模型 HBM）、±1000 V（充電器件模型 CDM）；結溫最高 150°C，熱穩定性良好。

4. 接口特性

• 通信接口 ：兼容 SPI 協議，支持 3 線或 4 線模式，DOUT/DRDY 引腳兼具數據輸出和數據就緒指示功能，簡化時序控制。
• 數據格式 ：12 位二進制補碼輸出，左對齊于 16 位數據字，支持 16 位或 32 位數據傳輸周期，32 位模式可同步讀取配置寄存器。

三、工作模式與功能原理

1. 核心架構

基于 ΔΣ 調制器架構，集成輸入多路選擇器、PGA、內部基準和數字濾波器，無需外部時鐘和基準器件，簡化外圍電路；內置溫度傳感器可用于系統測溫或熱電偶冷端補償。

2. 主要工作模式

• 連續轉換模式 ：持續進行模數轉換，轉換完成后自動更新數據寄存器，適用于高速連續采樣場景。
• 單觸發模式 ：收到觸發指令后執行一次轉換，完成后自動掉電，顯著降低空閑期功耗，適配周期性采樣需求。
• 溫度傳感器模式 ：通過配置寄存器啟用，溫度數據以 12 位結果輸出，分辨率 0.125°C，支持 - 40°C 至 125°C 測溫。

3. 關鍵功能細節

• 集成外設 ：內置低漂移電壓基準（無需外部基準）、1 MHz 振蕩器（無需外部時鐘），減少外部元器件數量。
• 靈活配置 ：通過配置寄存器可設置輸入通道、增益、采樣率、工作模式等參數，支持自定義測量方案。
• 數據就緒指示 ：DOUT/DRDY 引腳低電平表示轉換完成，可直接觸發微控制器讀取數據，簡化同步邏輯。

四、應用場景與設計建議

1. 典型應用領域

• 溫度測量（熱電偶、熱敏電阻、冷端補償）、便攜式儀器、工廠自動化與過程控制、傳感器信號采集等。

2. 設計關鍵要點

• 電源設計 ：VDD 引腳需就近并聯 0.1 μF 去耦電容，推薦使用多層陶瓷電容（MLCC），降低電源噪聲影響。
• 輸入設計 ：模擬輸入需避免超壓（范圍 GND-0.3 V 至 VDD+0.3 V），建議添加 RC 濾波電路抑制噪聲和混疊，濾波電阻值建議低于 1 kΩ 以減少誤差。
• 布線建議 ：分離模擬與數字電路區域，采用完整地平面，避免數字信號干擾模擬輸入；溫度傳感器應用需保證冷端熱穩定性，優化 PCB 布局減少熱梯度。