ADS1013、ADS1014和ADS1015（ADS101x）是高精度、低功耗、12位、I2C兼容的模數轉換器（ADC），提供無引線X2QFN-10、SOT-10和VSSOP-10封裝。ADS101x集成了低漂移電壓參考和振蕩器。ADS1014和ADS1015還集成了可編程增益放大器（PGA）和數字比較器。這些特性，加上寬廣的工作供電范圍，對于功率和空間受限的傳感器測量應用非常有用。
*附件：ads1013.pdf

ADS101x 可執行高達 3300 采樣率/秒（SPS）的數據轉換。PGA提供從±256mV到±6.144V的輸入范圍，支持精確的大信號和小信號測量。該ADS1015配備了輸入復用器（MUX），可實現兩個差分或四個單端輸入測量。使用ADS1014和ADS1015中的數字比較器進行低壓和過壓檢測。

特性

• 超小型包裝：
  • X2QFN：1.5毫米×2毫米×0.4毫米
  • SOT：2.9毫米×2.8毫米×0.6毫米
• 無噪聲分辨率：12位
• 寬供電范圍：2.0V至5.5V
• 低電流消耗：150μA（連續轉換模式）
• 可編程數據速率：128SPS 至 3.3kSPS
• 單周期沉降
• 內部低漂移電壓參考
• 內部振蕩器
• I2C 接口：四個可引腳選擇的地址
• 工作溫度范圍：–40°C至+125°C
• 設備系列：
  • ADS1013：1個單端（SE）或差分（DE）輸入
  • ADS1014：1個單端或差分輸入，帶比較器和PGA
  • ADS1015：4個單端或2個差分輸入，帶比較器和PGA

參數

方框圖

一、產品核心概述

ADS1013/1014/1015 是德州儀器推出的高精度低功耗模數轉換器（ADC）系列，核心優勢為小尺寸、多輸入配置與靈活功能，適用于便攜式儀器、電池電壓 / 電流監測、溫度測量系統、消費電子及工廠自動化等場景，工作溫度范圍為–40°C 至 + 125°C，提供 X2QFN（1.5mm×2mm）、SOT（2.9mm×2.8mm）、VSSOP（3mm×4.9mm）三種封裝，單 2.0V~5.5V 供電，集成 I2C 接口、內部基準源和振蕩器，支持可編程數據率與增益。

二、關鍵特性與規格

1. 核心性能參數

• 分辨率與采樣率 ：12 位分辨率，無失碼；可編程數據率 128SPS~3.3kSPS，單周期穩定；積分非線性誤差（INL）最大值 0.5 LSB，偏移誤差典型值 0 LSB，增益誤差典型值 0.05%。
• 動態與信號性能 ：ADS1014/1015 內置可編程增益放大器（PGA），滿量程范圍（FSR）±0.256V~±6.144V（6 檔可調），ADS1013 固定 FSR 為 ±2.048V；輸入阻抗隨 FSR 變化，共模輸入阻抗最高 10MΩ，差分輸入阻抗最高 22MΩ。
• 功耗與時序 ：連續轉換模式功耗典型值 150μA，掉電模式僅 0.5μA；支持 I2C 標準模式（100kHz）、快速模式（400kHz）和高速模式（3.4MHz），通信靈活高效。

2. 核心功能

• 輸入與信號處理：ADS1013 支持 1 路差分 / 單端輸入，ADS1014 支持 1 路差分 / 單端輸入，ADS1015 支持 2 路差分 / 4 路單端輸入（內置多路選擇器 MUX）；輸出代碼為二進制補碼格式（–2048~+2047），左對齊存儲于 16 位寄存器。
• 工作模式：支持連續轉換和單次轉換兩種模式，單次轉換模式下轉換后自動掉電，降低閑置功耗；支持 I2C 通用呼叫復位，復位后恢復默認配置。
• 擴展功能（ADS1014/1015 專屬）：內置數字比較器，支持傳統比較器 / 窗口比較器模式，可配置閾值與觸發方式；ALERT/RDY 引腳可作為比較器輸出或轉換就緒指示，支持鎖存與極性配置。
• 地址與多器件級聯：通過 ADDR 引腳可選擇 4 種 I2C 地址（1001000b~1001011b），支持最多 4 個器件共用同一 I2C 總線，適配多傳感器系統。

三、封裝與引腳

1. 封裝信息

• X2QFN（RUG）：10 引腳，尺寸 1.5mm×2mm×0.4mm，卷盤裝（3000 片 / 卷），MSL 等級 1（260°C 回流焊，無限制）。
• SOT（DYN）：10 引腳，尺寸 2.9mm×2.8mm×0.6mm，卷盤裝（3000 片 / 卷），MSL 等級 1。
• VSSOP（DGS）：10 引腳，尺寸 3mm×4.9mm，提供 250 片小卷盤和 2500 片大卷盤裝，MSL 等級 2（260°C 回流焊，1 年保質期）。

2. 關鍵引腳功能

• 電源與地：VDD（供電電壓，2.0V~5.5V）、GND（地）；VDD 引腳需就近配置 0.1μF 去耦電容，降低電源噪聲。
• 信號輸入：AIN0~AIN3（模擬輸入引腳，ADS1013/1014 僅使用 AIN0/AIN1，ADS1015 支持 4 路輸入組合）。
• 通信與控制：SCL（I2C 串行時鐘輸入）、SDA（I2C 串行數據輸入 / 輸出），需外接 1kΩ~10kΩ 上拉電阻；ADDR（I2C 地址選擇引腳）；ALERT/RDY（比較器輸出 / 轉換就緒引腳，ADS1014/1015 專屬）。

四、應用場景與設計支持

1. 典型應用

• 電池管理：監測電池電壓、電流，適配便攜式設備低功耗需求；溫度測量：搭配熱敏電阻、熱電偶等傳感器，實現高精度溫度采集；工業控制：工廠自動化中的模擬信號轉換，支持多傳感器并行采集（ADS1015）。

2. 設計資源

• 參考與供電：內置低漂移電壓基準源，無需外部基準；電源需干凈穩定，去耦電容緊貼 VDD 引腳，避免電源紋波影響測量精度。
• 配置要點：通過 4 個寄存器（轉換寄存器、配置寄存器、高低閾值寄存器）配置工作模式、數據率、PGA 增益及比較器參數；支持單次 / 連續轉換切換，可通過 I2C 讀寫寄存器實現功能配置與數據讀取。
• 布局指南：模擬信號與數字信號分區布線，模擬輸入引腳遠離數字電路；差分輸入線路需匹配長度，減少干擾；接地采用覆銅平面，優化信號回流路徑。

五、可靠性與訂單信息

• 可靠性保障：ESD 防護等級符合 JEDEC 標準，人體模型（HBM）±2000V，帶電設備模型（CDM）±500V；寬溫工作范圍，適應惡劣環境。
• 可訂購型號：ADS1013（基礎款，無 PGA 和比較器）、ADS1014（1 路輸入 + PGA + 比較器）、ADS1015（多輸入 + PGA + 比較器），每種型號對應三種封裝版本，引腳標識區分型號（如 ADS1013IDGSR 對應 VSSOP 封裝，標識 BRMI）。