基于單通道ADS1271，ADS1278（八進(jìn)制）是一款 24 位 Δ-Σ （ΔΣ） 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC），數(shù)據(jù)速率高達(dá)每秒 128 k 采樣 （SPS），允許同時(shí)對(duì) 8 個(gè)通道進(jìn)行采樣。

傳統(tǒng)上，提供良好漂移性能的工業(yè) Delta-Sigma ADC 使用數(shù)字 具有大通帶下垂的濾波器。因此，它們的信號(hào)帶寬有限，并且大多數(shù) 適用于直流測(cè)量。音頻應(yīng)用中的高分辨率 ADC 提供更大的可用帶寬，但失調(diào)和漂移規(guī)格明顯弱于相應(yīng)的工業(yè)同類產(chǎn)品。該ADS1278結(jié)合了這些類型的轉(zhuǎn)換器，可實(shí)現(xiàn)具有出色直流和交流規(guī)格的高精度工業(yè)測(cè)量。
*附件：ads1278-ep.pdf

高階斬波穩(wěn)定調(diào)制器可實(shí)現(xiàn)極低的漂移和低帶內(nèi) 噪聲。板載抽取濾波器可抑制調(diào)制器和信號(hào)帶外噪聲。這些ADC 提供高達(dá)奈奎斯特速率90%的可用信號(hào)帶寬，紋波小于0.005 dB。

四種作模式允許優(yōu)化速度、分辨率和功率。都 作直接由引腳控制;沒有要編程的寄存器。設(shè)備已完全 額定溫度范圍（–55°C 至 125°C），采用 HTQFP-64 PowerPAD 封裝。

特性

• 同時(shí)測(cè)量八個(gè)通道
• 高達(dá) 128kSPS 的數(shù)據(jù)速率
• 交流性能：
  62kHz帶寬111dB
  SNR（高分辨率模式）
  –108dB THD
• 直流精度：
  0.8μV/°C失調(diào)漂移1.3ppm
  /°C增益漂移
• 可選工作模式：
  高速：128 kSPS，106 dB SNR
  高分辨率：52 kSPS，111 dB SNR
  低功耗：52 kSPS，31 mW/ch
  低速：10 kSPS，7 mW/ch
• 線性相位數(shù)字濾波器
• SPI 或幀同步串行接口
• 低采樣孔徑誤差
• 調(diào)制器輸出選項(xiàng)（數(shù)字濾波器旁路）
• 模擬電源：5 V
• 數(shù)字內(nèi)核：1.8 V
• I/O 電源：1.8 V 至 3.3 V
• 目前采用HTQFP-64 PowerPAD封裝
• 受控基線
• 一個(gè)裝配/測(cè)試站點(diǎn)
• 一個(gè)制造現(xiàn)場(chǎng)
• 提供軍用 （–55°C/125°C） 溫度范圍^(1)^
• 延長(zhǎng)產(chǎn)品生命周期
• 擴(kuò)展產(chǎn)品變更通知
• 產(chǎn)品可追溯性

參數(shù)

方框圖

一、產(chǎn)品概述

ADS1278-EP 是德州儀器（TI）推出的八通道 24 位高精度同步采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），基于 ΔΣ 架構(gòu)，核心優(yōu)勢(shì)為多通道同步采集、低漂移、高分辨率與靈活工作模式，支持 SPI / 幀同步串行接口，適用于國(guó)防、航空航天、醫(yī)療等關(guān)鍵領(lǐng)域，可滿足振動(dòng)模態(tài)分析、多通道數(shù)據(jù)采集、聲學(xué)測(cè)試、應(yīng)變片與壓力傳感器信號(hào)采集等場(chǎng)景需求。文檔版本為 SBAS579，發(fā)布于 2012 年 8 月，器件采用 64 引腳 HTQFP PowerPAD 封裝，工作溫度范圍 - 55°C 至 125°C（軍工級(jí)），具備受控基線、單一裝配 / 測(cè)試 / 制造場(chǎng)地、產(chǎn)品可追溯性等增強(qiáng)特性。

二、核心參數(shù)與性能特性

1. 基礎(chǔ)規(guī)格

• 分辨率與采樣率 ：24 位分辨率（無(wú)失碼），支持四種工作模式，最高采樣率 128 kSPS（高速模式），最低 10.547 kSPS（低速模式）；八通道同步采樣，通道間孔徑匹配誤差＜500 ps，相位一致性優(yōu)異。
• 動(dòng)態(tài)性能 ：高速模式 SNR 達(dá) 106 dB，高分辨率模式（VREF=3V）SNR 達(dá) 111 dB；THD 低至 - 108 dB，無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）109 dB；通帶紋波＜±0.005 dB，-3dB 帶寬達(dá) 0.49× 采樣率，信號(hào)帶寬最高 62 kHz。
• 直流精度 ：積分非線性（INL）±0.0014% FSR，偏移漂移 0.8 μV/°C，增益漂移 1.3 ppm/°C；共模抑制比（CMRR）90 dB（60Hz），電源抑制比（PSRR）80 dB-105 dB，抗干擾能力強(qiáng)。

2. 供電與功耗

• 供電范圍 ：模擬電源（AVDD）4.75 V-5.25 V，數(shù)字核心電源（DVDD）1.65 V-1.95 V，I/O 電源（IOVDD）1.65 V-3.6 V，支持 1.8 V/3.3 V I/O 電平兼容。
• 功耗表現(xiàn) ：通道功耗隨模式可調(diào)，高速模式 70 mW / 通道，低功耗模式 31 mW / 通道，低速模式僅 7 mW / 通道；全通道掉電時(shí)總功耗低至微瓦級(jí)，適配低功耗場(chǎng)景。

3. 封裝與環(huán)境適應(yīng)性

• 封裝類型 ：64 引腳 HTQFP PowerPAD 封裝，裸露熱焊盤提升散熱效率，結(jié)到環(huán)境熱阻（θJA）33.1 °C/W，結(jié)到板熱阻（θJB）7.9 °C/W。
• 可靠性 ：ESD 防護(hù)符合軍工級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，抗電磁干擾能力強(qiáng)；工作結(jié)溫最高 150°C，存儲(chǔ)溫度范圍 - 60°C 至 150°C，滿足惡劣環(huán)境下的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行需求。

4. 接口特性

• 數(shù)據(jù)輸入 ：八組差分模擬輸入（AINP [8:1]/AINN [8:1]），滿量程輸入電壓 ±VREF（VREF 范圍 0.5 V-3.1 V）；輸入共模電壓 2.5 V（AVDD/2），差分輸入阻抗 14 kΩ-140 kΩ（隨模式變化）。
• 數(shù)據(jù)輸出 ：支持 SPI 和幀同步（Frame-Sync）兩種串行接口，數(shù)據(jù)格式為二進(jìn)制補(bǔ)碼；提供時(shí)分復(fù)用（TDM）和離散（Discrete）兩種輸出模式，支持多器件菊花鏈擴(kuò)展，最多可擴(kuò)展 106 個(gè)通道。

三、工作模式與功能原理

1. 核心架構(gòu)

八通道獨(dú)立 ΔΣ 調(diào)制器（6 階斬波穩(wěn)定）+ 線性相位 FIR 數(shù)字濾波器架構(gòu)，所有通道共享同一主時(shí)鐘與同步信號(hào)，確保多通道采樣時(shí)序一致性；內(nèi)置 VCOM 引腳（輸出 AVDD/2 電壓），方便模擬輸入驅(qū)動(dòng)電路共模電平匹配。

2. 主要工作模式

3. 關(guān)鍵功能細(xì)節(jié)

• 同步采樣 ：所有通道由同一 CLK 驅(qū)動(dòng)，SYNC 引腳可實(shí)現(xiàn)多器件同步或外部事件觸發(fā)同步，同步后數(shù)據(jù)延遲 127-129 個(gè)采樣周期。
• 通道獨(dú)立控制 ：通過 PWDN [8:1] 引腳可獨(dú)立關(guān)閉任意通道，降低功耗；關(guān)閉通道在 TDM 模式下可選擇數(shù)據(jù)固定占位（輸出 0）或動(dòng)態(tài)移位（緊湊格式）。
• 靈活濾波 ：內(nèi)置多階 FIR 濾波器，可旁路直接輸出調(diào)制器信號(hào)（需外部濾波）；不同模式下過采樣率 64-128 倍，阻帶衰減 95 dB-100 dB，抑制帶外噪聲。

四、應(yīng)用場(chǎng)景與設(shè)計(jì)建議

1. 典型應(yīng)用領(lǐng)域

• 國(guó)防航空航天：多通道傳感器信號(hào)采集、雷達(dá)系統(tǒng)、衛(wèi)星載荷；
• 工業(yè)測(cè)試：振動(dòng)模態(tài)分析、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、多通道應(yīng)變片陣列；
• 醫(yī)療設(shè)備：高精度生理信號(hào)采集、醫(yī)療影像設(shè)備；
• 通用測(cè)試：聲學(xué)分析、壓力傳感器陣列、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAQ）。

2. 設(shè)計(jì)關(guān)鍵要點(diǎn)

• 電源設(shè)計(jì) ：模擬與數(shù)字電源需獨(dú)立布線，每個(gè)電源引腳就近并聯(lián) 0.1 μF 陶瓷電容和 10 μF 鉭電容；避免與開關(guān)電源或大電流數(shù)字器件共享電源，降低電源噪聲串?dāng)_。
• 輸入與參考設(shè)計(jì) ：模擬輸入需差分驅(qū)動(dòng)，推薦使用儀表放大器或變壓器耦合；參考電壓（VREFP/VREFN）需低噪聲、低阻抗，建議并聯(lián) 10 μF+0.1 μF 濾波電容，參考源噪聲需＜3 μVrms。
• 布線與散熱 ：PCB 采用單一接地平面，模擬區(qū)與數(shù)字區(qū)嚴(yán)格分離；高頻信號(hào)（時(shí)鐘、模擬輸入）短路徑差分布線，遠(yuǎn)離數(shù)字控制線；裸露熱焊盤需焊接至接地平面，通過散熱過孔增強(qiáng)散熱，確保結(jié)溫不超過 130°C。
• 接口設(shè)計(jì) ：SPI 模式最高支持 27 MHz 時(shí)鐘，幀同步模式支持 32.768 MHz 高速時(shí)鐘；多器件級(jí)聯(lián)時(shí)，通過 DOUT1 與 DIN 引腳連接，同步所有器件 SYNC 引腳，確保數(shù)據(jù)時(shí)序一致性。