該ADS1259是一種高線性、低漂移、24位模數轉換器（ADC），專為工業過程控制、精密儀器及其他高精度應用需求而設計。結合信號放大器（如PGA280），形成了一個高分辨率、高精度的測量系統，能夠數字化各種信號。

該轉換器采用四階、本質穩定的δσ調制器，提供卓越的噪聲和線性性能。數據速率可編程至14kSPS，包括10SPS、50SPS和60SPS，提供出色的正常模式線周期抑制。數字濾波器可以編程為快速穩定模式，即轉換在單周期內穩定，或編程為高線路周期拒絕模式。快速響應的輸入超程檢測器會在發生輸入超程時標記轉換數據。
*附件：ads1259.pdf

該ADS1259還集成了一個低噪聲、極低漂移的2.5V參考。片上振蕩器、外部晶體或外部時鐘都可以用作ADC時鐘源。

數據和控制通信通過4MHz、兼容SPI的接口處理，該接口至少支持三根線。數據完整性通過數據字節校驗和冗余數據讀取能力得到增強。轉換通過命令同步，也可以通過針腳同步。

工作時僅耗散13毫瓦，ADS1259可斷電，耗散量低于25微瓦。該ADS1259采用TSSOP-20封裝，規格范圍為–40°C至+105°C。

特性

• 24位，沒有缺失的代碼
• 輸出數據速率為10至14kSPS
• 高性能：
  • INL：0.4ppm
  • 參考漂移：2ppm/°C
  • 增益漂移：0.5ppm/°C
  • 偏移漂移：0.05μV/°C
  • 噪聲：0.7微伏RMS60 SPS
• 同時50/60Hz拒絕，速度為10SPS
• 單周期沉降
• 內部振蕩器
• 超出范圍檢測
• 通過校驗和和冗余數據讀取能力實現回讀數據完整性
• SPI 兼容接口
• 模擬電源：+5V 或 ±2.5V
• 數字電源：+2.7V 至 +5V
• 低功耗：13mW
• 應用
  • 工業過程控制
  • 科學儀器
  • 測試與測量

參數

方框圖

ADS1259 是德州儀器（TI）推出的超高精度 ADC，核心優勢為 24 位無失碼分辨率、超低漂移（偏移 0.05μV/°C、增益 0.5ppm/°C）、10~14400 SPS 可編程采樣率，集成 2.5V 低噪聲參考源與 SPI 接口，是工業過程控制、精密儀器等對精度和穩定性要求嚴苛場景的理想選擇。

一、核心產品參數

1. 基礎性能指標

• 分辨率與采樣率 ：24 位分辨率（無失碼），采樣率可編程范圍 10~14400 SPS，支持 10/50/60/400/1200/3600/14400 SPS 等關鍵檔位。
• 動態性能 ：60 SPS 采樣率下，噪聲低至 0.7 μVrms，ENOB 達 22.8 位；10 SPS 時可實現 50/60Hz 工頻干擾深度抑制，共模抑制比（CMRR）達 120 dB，電源抑制比（PSRR）達 110 dB。
• 精度表現 ：積分非線性（INL）±0.0003% FSR，微分非線性（DNL）±0.7 LSB；偏移誤差 ±40 μV（典型值），校準后可降至 ±1 μV；增益誤差 ±0.05%（典型值），校準后 ±0.0002%，長期穩定性優異。
• 輸入輸出 ：差分輸入范圍 ±VREF（VREF 為 2.5V 時 ±2.5V），輸入阻抗 120 kΩ（差分）/500 kΩ（共模）；SPI 接口輸出 24 位二進制補碼數據，支持校驗和與冗余讀取，數據完整性高。

2. 環境與封裝

• 工作溫度：-40°C105°C（額定），-40°C125°C（擴展），適配惡劣工業環境；
• 封裝形式：20 引腳 TSSOP（PW 封裝），小型化設計，RoHS 兼容，MSL 等級 1（260°C 回流焊無限制）；
• 功耗表現：工作模式功耗 13 mW（典型值），休眠模式（參考使能）1.5 mW，掉電模式低至 25 μW，功耗與性能平衡出色；
• 供電電壓：模擬電源支持單 + 5V 或 ±2.5V 雙供電，數字電源 2.7~5.25V 寬范圍，適配多種供電場景。

二、關鍵功能特性

1. 高精度與低漂移設計

• 集成參考源：內置 2.5V 低噪聲參考源，溫度漂移 4~12 ppm/°C（ADS1259B），支持外部參考源切換，參考驅動能力 ±10 mA。
• 三重校準功能：支持偏移校準（±30 mV 范圍，120 μV 步進）、增益校準（1.52~2 VPP 范圍），校準后可抵消系統誤差，進一步提升精度。
• 數字濾波：可編程 sinc1/sinc2 濾波器，sinc1 單周期 settling，sinc2 提供更深工頻抑制，兼顧響應速度與抗干擾能力。

2. 靈活配置與控制

• 采樣率與濾波：通過寄存器配置采樣率（DR [2:0]）與濾波模式（SINC2 位），10 SPS 檔位可同時抑制 50Hz 和 60Hz 干擾，適配全球工頻場景。
• 輸入保護與檢測：模擬輸入內置 ESD 保護，過范圍檢測（±105% FSR）功能，可通過 FLAG 位或校驗和字節輸出狀態。
• 時鐘選擇：支持內部振蕩器（7.3728 MHz，±2% 精度）、外部晶體或外部時鐘輸入，SYNCOUT 引腳輸出 CLK/8 同步時鐘，可驅動外部 PGA（如 PGA280）。

3. 低功耗與電源管理

• 多功耗模式：支持正常工作、休眠、掉電三種模式，休眠模式保留參考源時功耗 1.5 mW，掉電模式僅 25 μW，適配電池供電場景。
• 電源抑制：模擬電源（AVDD/AVSS）與數字電源（DVDD）PSRR 均達 85 dB 以上，對電源噪聲抑制能力強，降低系統供電設計難度。

三、應用與設計要點

1. 典型應用場景

• 工業自動化：過程控制中的溫度、壓力、流量等精密傳感器信號采集；
• 測試測量：高精度數據采集卡、頻譜分析儀、實驗室儀器；
• 醫療電子：生理信號采集、醫療診斷設備；
• 計量儀表：高精度電能計量、稱重設備、壓力變送器。

2. 硬件設計建議

• 外部元件 ：AVDD/DVDD 引腳就近并聯 0.1 μF 去耦電容；REFOUT 引腳外接 1 μF 電容濾波，VREFP/VREFN 之間并聯 1 μF 電容，提升參考穩定性。
• 信號布線：模擬輸入（AINP/AINN）與數字信號線（SCLK/DIN/DOUT）分開布線，減少串擾；輸入信號建議通過緩沖器驅動，串聯 20~50 Ω 電阻與 10 nF 電容組成 RC 濾波，降低噪聲。
• 參考源設計：優先使用內置參考源，需高精度場景可外接低噪聲參考源（如 REF5025），參考源布線遠離數字電路，避免干擾。

3. 軟件與配置

• 校準流程：上電后建議執行偏移校準（OFSCAL）與增益校準（GANCAL），校準前確保輸入信號穩定（零輸入校準偏移，滿量程輸入校準增益）。
• 采樣率選擇：低頻精密測量選 10/50/60 SPS（sinc2 濾波），兼顧精度與抗干擾；動態信號采集選 400 SPS 以上（sinc1 濾波），提升響應速度。
• 數據讀取：啟用校驗和（CHKSUM 位）與冗余讀取功能，確保工業環境下數據傳輸可靠性；通過 DRDY 引腳或寄存器位判斷數據就緒，避免讀取無效數據。

四、產品優勢與選型適配

• 核心優勢：24 位超高分辨率與超低漂移結合，無需外部高精度參考源即可實現精密測量；可編程采樣率與濾波模式，適配不同場景需求；SPI 接口支持校驗和與校準功能，系統集成便捷。
• 選型建議：標準版 ADS1259 滿足常規精密測量需求；ADS1259B 參考源漂移更優（4 ppm/°C），適合對長期穩定性要求極高的場景；需增益放大可搭配 PGA280/PGA204 等可編程增益放大器，組成更高精度的信號采集系統。