SM73201為16位逐次近似寄存器（SAR）模擬轉(zhuǎn)數(shù)字 最大采樣率為250 kSPS的轉(zhuǎn)換器（ADC）。轉(zhuǎn)換器配備了差動器 模擬輸入具有85 dB的優(yōu)秀共模信號抑制比，使得SM73201 適合噪音環(huán)境。

SM73201使用單一模擬電源（V 一個 ） 以及 獨(dú)立的數(shù)字輸入/輸出（V IO ）供應(yīng)。V一個能 范圍為+4.5V至+5.5V和VIO范圍范圍為+2.7V至+5.5V。這允許 系統(tǒng)設(shè)計者通過作模擬系統(tǒng)來最大化性能并最小化功耗 在V型處的ADC部分一個與+3.3V控制器接口時，電壓為+5V。 串行數(shù)據(jù)輸出為二進(jìn)制2補(bǔ)碼，兼容SPI格式。
*附件：sm73201.pdf

SM73201的性能在1 MHz至1 MHz的時鐘頻率下規(guī)定。 5 MHz，參考電壓為+2.5V至+5.5V。該SM73201提供小型10引足VSSOP版本 包。高精度、差分輸入、低功耗和小尺寸使得 SM73201非常適合直接連接到電池供電系統(tǒng)的橋式傳感器和換能器 或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集應(yīng)用。

特性

• 可再生能源等級
• 指定性能范圍為50至250千每秒
• 獨(dú)立的數(shù)字輸入/輸出電源
• 真實差分輸入
• 外部電壓參考范圍為+0.5V至V。一個
• 寬廣的輸入共模電壓范圍，從0V到V。一個
• SPI/QSPI/MICROWIRE 兼容串行接口
• 工作溫度范圍為?40°C至+85°C
• 小型VSSOP-10封裝

主要規(guī)格

• 轉(zhuǎn)換率：50 kSPS 至 250 kSPS
• 信噪比：93.2 dBc
• SFDR：108 dBc
• THD：?104 dBc
• 功耗
  • 200千每秒，5伏：5.3毫瓦
  • 250千每秒，5伏：5.8毫瓦
  • 斷電時，5V：10 μW

參數(shù)

方框圖

SM73201 是德州儀器（TI）推出的 16 位逐次逼近寄存器（SAR）型模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），核心優(yōu)勢為低功耗、高動態(tài)性能與差分輸入設(shè)計，支持 50~250 kSPS 采樣率，適配光伏直流電弧檢測、太陽能數(shù)據(jù)采集、工業(yè)測控等低功耗高精度應(yīng)用場景。

一、核心產(chǎn)品參數(shù)

1. 基礎(chǔ)性能指標(biāo)

• 采樣與精度 ：采樣率范圍 50~250 kSPS，16 位分辨率無丟失碼；積分非線性（INL）±0.8 LSB，微分非線性（DNL）-0.5/+0.8 LSB，精度表現(xiàn)優(yōu)異。
• 動態(tài)性能 ：SNR 典型值 93.2 dBc，THD 低至 - 106 dBc，SFDR 達(dá) 111 dBc，有效位數(shù)（ENOB）最高 15.2 位，抗干擾能力強(qiáng)。
• 輸入與參考 ：真差分輸入，輸入范圍 ±V_REF（V_REF 0.55.5 V），共模抑制比（CMRR）85 dB；支持外部參考電壓，輸入共模電壓范圍 0V_A（模擬電源電壓）。
• 功耗與供電 ：模擬電源（V_A）4.55.5 V，數(shù)字 I/O 電源（V_IO）2.75.5 V；250 kSPS 時總功耗僅 5.8 mW，掉電模式功耗低至 10 μW，微功耗特性突出。

2. 環(huán)境與封裝

• 工作溫度：-40°C 至 85°C，滿足工業(yè)級寬溫要求；
• 封裝形式：10 引腳 VSSOP 封裝（3.4mm×5.3mm），符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，引腳鍍層為 SN，MSL 等級 1，峰值回流溫度 260°C；
• ESD 防護(hù)：人體模型（HBM）2500 V、機(jī)器模型（MM）250 V、充電設(shè)備模型（CDM）1250 V，防護(hù)性能可靠。

二、關(guān)鍵功能特性

1. 輸入與采樣設(shè)計

• 差分輸入：支持真差分與單端輸入兩種模式，差分模式下抗共模干擾能力強(qiáng)，適配嘈雜工業(yè)環(huán)境；單端模式需將反相輸入端偏置在穩(wěn)定共模電壓。
• 零功耗跟蹤模式（ZPTM）：轉(zhuǎn)換結(jié)束后自動進(jìn)入低功耗跟蹤狀態(tài)，采樣電容持續(xù)跟蹤輸入信號，無喚醒延遲，平衡功耗與響應(yīng)速度。
• 輸入適配：輸入電容 20 pF（采集模式）/4 pF（轉(zhuǎn)換模式），支持 0~V_A 寬共模電壓范圍，可直接連接橋式傳感器、變送器等差分輸出器件。

2. 接口與控制

• 串行接口：兼容 SPI/QPI/MICROWIRE 協(xié)議，3 線制接口（CS、SCLK、DOUT），SCLK 頻率 1~5 MHz，數(shù)據(jù)以二進(jìn)制補(bǔ)碼格式 MSB 優(yōu)先輸出。
• 靈活控制：支持 “短周期” 操作，可提前終止轉(zhuǎn)換以降低功耗；CS 引腳控制轉(zhuǎn)換啟動與幀同步，高電平時進(jìn)入掉電模式，低電平時啟動轉(zhuǎn)換。
• 無流水線延遲：轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)實時輸出，無額外 latency，適配對時序敏感的應(yīng)用場景。

3. 低功耗與兼容性

• 功耗優(yōu)化：功耗隨采樣率線性調(diào)整，200 kSPS 時功耗 5.3 mW，掉電模式僅 10 μW，適配電池供電設(shè)備。
• 電源兼容：模擬與數(shù)字電源獨(dú)立供電，可分別配置為 5 V（模擬）與 3.3 V（數(shù)字），無需電平轉(zhuǎn)換即可適配主流控制器。

三、應(yīng)用與設(shè)計要點

1. 典型應(yīng)用場景

• 新能源領(lǐng)域：光伏直流電弧檢測系統(tǒng)、太陽能電池板數(shù)據(jù)采集；
• 工業(yè)控制：工業(yè) I/O 模塊、儀器儀表、低功耗測控系統(tǒng)；
• 傳感器信號采集：橋式傳感器、差分輸出變送器信號轉(zhuǎn)換。

2. 硬件設(shè)計建議

• 供電與去耦 ：V_A 與 V_IO 需獨(dú)立供電，模擬電源推薦線性穩(wěn)壓器，各電源引腳就近放置 0.1 μF 陶瓷電容 + 1~10 μF 鉭電容去耦，降低電源噪聲。
• 輸入電路：差分輸入信號線需短路徑、等長度布線，減少寄生參數(shù)；信號源阻抗較高時，可在輸入引腳并聯(lián) 1 nF 以上外部電容作為電荷儲備，確保采樣穩(wěn)定。
• 參考電路：外部參考電壓需搭配 0.1 μF+10 μF 去耦電容，推薦使用 LM4040、SM74601 等低噪聲基準(zhǔn)源，提升轉(zhuǎn)換精度。
• 布局規(guī)范：模擬地與數(shù)字地單點連接，差分輸入線路與數(shù)字信號線分離布線，避免交叉干擾；時鐘線短且隔離，降低電磁耦合噪聲。

3. 軟件與配置

• 接口時序：轉(zhuǎn)換需 18 個 SCLK 周期，數(shù)據(jù)在 SCLK 下降沿輸出，CS 引腳低電平啟動轉(zhuǎn)換，高電平進(jìn)入掉電模式，需嚴(yán)格遵循時序要求避免數(shù)據(jù)錯誤。
• 采樣率調(diào)整：通過控制 SCLK 頻率與 CS 觸發(fā)頻率調(diào)節(jié)采樣率，最低采樣率 50 kSPS，滿足低功耗長續(xù)航需求。
• 模式選擇：差分模式適合強(qiáng)干擾環(huán)境，單端模式需將反相輸入端偏置在 V_REF 水平，充分利用輸入動態(tài)范圍。

四、產(chǎn)品優(yōu)勢與選型適配

• 核心優(yōu)勢：相比同類產(chǎn)品，兼具低功耗（掉電 10 μW）與高動態(tài)性能（SFDR 111 dBc），差分輸入設(shè)計抗干擾能力突出，小封裝適合空間受限場景。
• 選型建議：需低功耗、差分輸入、高精度的光伏檢測、工業(yè)低功耗測控場景優(yōu)先選擇；電池供電設(shè)備、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集終端可充分發(fā)揮其微功耗特性。