該ADS8201是一種低功耗、完整的片上數據采集系統，專為便攜式應用優化，適用于需要直接連接、寬動態范圍和自動作且功耗極低的應用。該設備包括一個12位、基于電容的逐次逼近寄存器（SAR）模數轉換器（ADC）;高性能連續時間可編程增益放大器（PGA）;以及全自動掃描、8對1復用器（多工器），帶有分流功能，以實現系統設計靈活性。
*附件：ads8201.pdf

還包含了許多其他功能以進一步優化系統運行。轉換結果可以保存在車載先進先出（FIFO）緩沖區中，稍后讀取。每個通道都有一個增益設置，選中后可以自動加載。為了簡化串口設計，ADS8201提供了高速、寬電壓串口接口。該ADS8201非常適合傳感器應用（例如橋梁傳感器、壓力傳感器、加速度計、陀螺傳感器、溫度傳感器等），如游戲和導航領域。

該ADS8201采用24引腳、4×4 QFN封裝，工業溫度范圍為–40°C至+85°C。

特性

• 低功耗、靈活的供電范圍：
  • 2.2V至5.5V模擬電源
  • 1.32mW（100kHz，+VA = 2.2V，+VD = 2.2V）
  • 4.5mW（100kHz，+VA = 5V，+VD = 5V）
• 最高100kSPS吞吐量率
• 出色的DC表現：
  • ±0.5 LSB 類型，±1.5 LSB 最大內傾
  • ±0.5 LSB 類型，±1.0 LSB 最大 DNL
  • ±6 在+VA =5V時的LSB偏移誤差
  • +VA = 5V 時±0.1%FS增益誤差
• 靈活模擬輸入：
  • 真實差分輸入
  • 差分/單極輸入范圍（0到V 裁判 )
  • TAG比特輸出
  • 可編程平均函數
  • 機載八個單端/四差分通道多路復用器：
    • 高輸入阻抗
    • 高性能PGA（增益 = 1/2/4/8）
    • PGA突破
    • 帶增益的自動/手動通道選擇
    • 自動/手動扳機
    • 混合類型部分掃描
• 內置硬件功能：
  • 片上轉換時鐘（CCLK）
  • 硬件/軟件重置
  • 忙碌/輸入的可編程狀態/極性
• 靈活I/O：
  • SPI/DSP? 兼容串行接口
  • 獨立I/O電源（2.2V到5.5V）
  • 車載8×1 FIFO緩沖區
  • SCLK最高可達25MHz（VD = 5V）
• 多芯片就緒且完全啟用：
  • 全局CONVST（獨立于計算機科學）)
• 關機模式
• 24針4×4 QFN封裝
• 應用
  • 便攜通信
  • 換能器接口
  • 便攜式醫療器械
  • 數據采集系統
  • GPS芯片組

參數

方框圖

一、產品核心概述

ADS8201 是德州儀器推出的集成化低功耗數據采集系統，內置 12 位 SAR ADC、8 通道多路復用器（MUX）和可編程增益放大器（PGA），核心優勢為寬供電范圍、低功耗、高集成度，適用于便攜式通信、傳感器接口、便攜式醫療設備及數據采集系統，工作溫度范圍為–40°C 至 + 85°C，采用 24 引腳 4×4 QFN 封裝，支持 SPI/DSP 兼容串行接口。

二、關鍵特性與規格

1. 核心性能參數

• 分辨率與線性度 ：12 位分辨率，無失碼；積分非線性誤差（INL）典型值 ±0.5 LSB、最大值 ±1.5 LSB；微分非線性誤差（DNL）典型值 ±0.5 LSB、最大值 ±1.0 LSB；5V 供電時偏移誤差最大 ±6 LSB，增益誤差最大 ±0.1% FS。
• 采集與動態性能 ：最高采樣率 100kSPS，轉換時間典型值 10μs；PGA 支持 ×1/×2/×4/×8 可編程增益，輸入支持單端（8 通道）或差分（4 通道）模式，差分輸入范圍 0 至 V_REF；共模抑制比（CMRR）典型值 66 dB，電源抑制比（PSRR）典型值 68 dB，輸出噪聲 600μV RMS。
• 功耗與時序 ：2.2V 供電時功耗僅 1.32mW（100kHz 采樣率），5V 供電時 4.5mW；掉電模式功耗最大 2μA；SPI 接口時鐘速率最高 25MHz（5V 供電），支持 2.2V~5.5V 寬 I/O 供電。

2. 核心功能

• 信號鏈集成：內置 8 通道 MUX（高輸入阻抗）、PGA（支持通道獨立增益配置）、12 位 SAR ADC 及 8×1 FIFO 緩沖器，減少外部元件需求。
• 靈活工作模式：支持手動 / 自動觸發，自動通道掃描（單掃描 / 多掃描），混合類型部分掃描；延遲多路復用器功能優化通道切換速度，保障 100kSPS 吞吐量。
• 輔助功能：支持平均模式（4/8/16 次采樣平均，提升分辨率至 14 位），TAG 位輸出（標識轉換通道）；BUSY/INT 引腳可編程為忙信號或中斷輸出，支持電平 / 邊沿觸發。
• 復位與電源管理：支持硬件（RST 引腳）和軟件復位，掉電模式大幅降低功耗；配置寄存器掉電時保持內容，喚醒時間 40ms。

三、封裝與引腳

1. 封裝信息

采用 24 引腳 4×4 QFN（RGE）封裝，卷盤裝型號 ADS8201IRGER（3000 片 / 卷）、ADS8201IRGET（250 片 / 小卷），符合 RoHS 標準，MSL 等級 2（260°C 回流焊，1 年保質期）；裸露散熱焊盤需連接至 AGND 以優化熱性能，結到環境熱阻（θJA）46°C/W。

2. 關鍵引腳功能

• 電源與地：VA（模擬供電，2.2V5.5V）、VD（數字 / I/O 供電，2.2V5.5V）、AGND（模擬地）、DGND（數字地）、REFGND（參考地）。
• 信號輸入：IN0IN7（8 路模擬輸入，支持單端 / 差分配置）、REF（外部參考電壓輸入，2.048VVA）、PGAREF（PGA 參考電壓輸入）。
• 信號輸出與控制：SDO（串行數據輸出）、BUSY/INT（忙信號 / 中斷輸出）、PGAOUT（PGA 輸出，可外接濾波）；SPI 接口引腳 SCLK（串行時鐘）、CS（片選）、SDI（串行數據輸入）；控制引腳 CONVST（轉換啟動）、RST（硬件復位）。

四、應用場景與設計支持

1. 典型應用

• 傳感器信號采集：適配橋式傳感器、壓力傳感器、加速度計、陀螺儀、溫度傳感器等。
• 便攜式設備：低功耗特性適配電池供電的便攜式醫療儀器、GPS 芯片組及便攜式通信設備。

2. 設計資源

• 參考與供電：需外部參考源（如 REF3240），REF 引腳需就近配置 10μF 去耦電容；模擬與數字電源需分別旁路，推薦 1μF~10μF 鉭電容與 0.1μF 陶瓷電容并聯。
• 配置要點：通過 10 個配置寄存器（5 個通道配置寄存器、5 個系統配置寄存器）設置通道增益、觸發模式、掃描模式、FIFO 使能等；支持硬件 / 軟件復位，復位后需重新配置通道與系統參數。
• 布局指南：AGND 與 DGND 單點連接，參考地（REFGND）單獨過孔連接至模擬地平面；模擬信號跡線遠離數字信號，輸入源阻抗需匹配以避免線性度惡化。

五、可靠性與訂單信息

• ESD 防護需遵循標準操作流程，避免器件性能退化；存儲溫度范圍–65°C 至 + 150°C，結溫最高 150°C。
• 可訂購型號為 ADS8201IRGER（3000 片 / 卷）和 ADS8201IRGET（250 片 / 小卷），均支持–40°C~+85°C 工業級工作溫度，引腳標識為 ADS8201。