該ADS1258為16通道（復用）、低噪聲、24位、δσ（）模數轉換器（ADC），能夠以每通道1.8k至23.7k采樣率（SPS）提供單周期穩定數據。柔性輸入多路復用器可接受八個差分輸入或16個單端輸入的組合，其全量程差分范圍為5 V，真正的雙極性范圍為±2.5 V，適用于5-V參考線。四階δσ調制器之后，是一個五階sinc數字濾波器，優化為低噪聲性能。
*附件：ads1258-ep.pdf

多路復用器的差分輸出可訪問，以便在ADC輸入前進行信號調控。內部系統監控寄存器提供供電電壓、溫度、參考電壓、增益和偏移數據。

板載PLL從32.768 kHz晶體產生系統時鐘，或被外部時鐘源覆蓋。系統提供緩沖時鐘輸出（15.7 MHz），用于驅動微控制器或額外轉換器。

串行數字通信通過兼容SPI的接口處理。一個簡單的命令字結構控制通道配置、數據速率、數字輸入輸出、監控功能等。

可編程傳感器偏置電流源可用于對傳感器進行偏置或驗證傳感器完整性。

該ADS1258由單極性5伏或雙極性±2.5伏模擬電源和兼容2.7伏至5.25伏接口的數字電源供電。該ADS1258提供QFN-48和QFP-48兩種封裝。

特性

• 24位，沒有缺失的代碼
• 固定通道掃描或自動通道掃描
• 固定信道數據速率：125 kSPS
• 自動掃描數據速率：23.7 kSPS/通道
• 單一轉換結算數據
• 16個單端或8個差分輸入
• 單極（5 V）或雙極（±2.5 V）工作
• 低噪聲：2.8 μVRMS在1.8千每秒時
• 0.0003% 積分非線性
• 直流穩定性（典型）：
  0.02 μV/°C 偏移漂移，0.4 ppm/°C 增益漂移
• 開放傳感器檢測
• 轉換控制針腳
• 用于外部信號調理的多路復用器輸出
• 片上溫度、參考、偏移、增益和
  供電電壓讀回
• 42 mW 功率耗散
• 待機、睡眠和關機模式
• 8 通用輸入/輸出（GPIO）
• 32.768 kHz晶體振蕩器或外部時鐘
• 應用
  • 醫療、航空電子與過程控制
  • 機器與系統監控
  • 快速掃描多通道儀器
  • 工業系統
  • 測試與測量系統
• 應用
  • 對照基線
  • 一個組裝/測試場地
  • 一個制造場地
  • 提供軍用（–55°C/125°C）和工業（–40°C/105°C）溫度范圍^(1)^
  • 延長產品生命周期
  • 擴展產品變更通知
  • 產品可追溯性

參數

方框圖

一、產品核心概述

ADS1258-EP 是德州儀器推出的面向國防、航空航天及醫療等高可靠性場景的高精度 ΔΣ 架構 ADC，核心優勢為多通道、高速掃描與低漂移。產品分辨率達 24 位無丟失碼，固定通道最高采樣率 125kSPS，自動掃描模式 23.7kSPS / 通道，工作溫度范圍覆蓋工業級（-40°C105°C）與軍工級（-55°C125°C），采用 QFN-48/QFP-48 封裝，支持單極性（5V）或雙極性（±2.5V）供電，集成 16 通道多路選擇器、系統監測、傳感器故障檢測等功能，適用于多通道儀器、工業控制、系統監測等高精度數據采集場景。

二、關鍵特性與規格

1. 核心性能參數

• 分辨率與線性度 ：24 位無丟失碼，積分非線性誤差（INL）最大 0.001% FSR，典型 0.0003% FSR；輸入失調漂移 0.02μV/°C，增益漂移 0.4ppm/°C，溫漂性能優異。
• 動態性能：輸入噪聲 2.8μVrms（1.8kSPS），共模抑制比（CMRR）90100dB（60Hz），電源抑制比（PSRR）7095dB；有效位數（ENOB）最高 21.6 位，噪聲 - free 分辨率 18.9 位。
• 輸入與參考：16 路單端或 8 路差分輸入，滿量程輸入范圍 ±1.06VREF；參考電壓支持 0.5V~AVDD-AVSS，參考輸入阻抗 40kΩ，外部參考讀取誤差 ±3%。
• 功耗與輸出：工作功耗 42mW（轉換狀態），休眠模式 11mW，掉電模式 14μW；數據格式為二進制補碼，SPI 兼容串行輸出，支持 3 字節 / 4 字節（含狀態字節）輸出格式。

2. 核心功能

• 多通道高速掃描：支持自動掃描（Auto-Scan）與固定通道（Fixed-Channel）模式，自動掃描可遍歷 16 單端 / 8 差分通道及 5 路內部監測通道，通道切換支持可編程延遲（0~384μs），確保信號穩定。
• 系統級監測：內置溫度傳感器（394/563μV/°C）、電源電壓（AVDD-AVSS）、參考電壓、增益與失調監測功能，可實時反饋系統工作狀態。
• 傳感器保障：集成可編程傳感器偏置電流源（1.5μA/24μA），支持傳感器偏置與開路檢測；通道切換采用 “先斷后通” 設計，避免交叉干擾。
• 靈活信號調理：第四階 ΔΣ 調制器搭配第五階 sinc 數字濾波器，采樣率 1.8k~125kSPS 可編程；支持外部斬波（CHOP）功能，可抵消外部信號調理電路的失調與漂移。

三、封裝與引腳

1. 封裝信息

• QFN-48/QFP-48 封裝：引腳間距 0.5mm，封裝尺寸適配高密度布局；MSL 等級 2~3，支持 260°C 回流焊，符合 RoHS 標準，ESD 防護滿足高可靠性場景要求，外露熱焊盤需接 AVSS 優化散熱。

2. 關鍵引腳功能

• 電源與地：AVDD/AVSS（模擬供電）、DVDD/DGND（數字供電，2.7V~5.25V），需就近并聯 0.1μF 陶瓷電容 + 10μF 鉭電容去耦。
• 輸入與參考：AIN0~AIN15（16 路模擬輸入）、AINCOM（單端輸入公共端）；VREFP/VREFN（正負參考電壓輸入）。
• 控制與輸出：SCLK/DIN/DOUT/CS（SPI 接口）、DRDY（數據就緒）、START（轉換啟動）、RESET（復位）、PWDN（掉電控制）；MUXOUTP/MUXOUTN（多路選擇器差分輸出，支持外部信號調理）、CLKIO（時鐘輸入 / 輸出）。
• 擴展功能：GPIO0~GPIO7（8 路通用 I/O，可配置輸入 / 輸出）、PLLCAP（PLL 旁路電容引腳）、XTAL1/XTAL2（32.768kHz 晶振輸入）。

四、工作模式與核心功能

1. 核心工作模式

• 掃描模式：自動掃描模式可通過寄存器選擇差分、單端及內部監測通道，按優先級自動循環采集；固定通道模式可任意指定正負輸入通道，靈活適配特殊信號采集。
• 低功耗模式：支持待機（29mW）、休眠（11mW）與掉電（14μW）模式，掉電狀態下保留寄存器配置，喚醒后快速恢復工作。
• 轉換控制：支持 START 引腳持續高電平連續轉換、脈沖觸發單次轉換，或通過 SPI 命令控制單次轉換，適配不同同步需求。

2. 關鍵功能

• 通道切換與延遲：自動掃描模式支持可編程通道切換延遲（0~384μs），適配外部信號調理電路的 settling 時間，避免通道切換失真。
• 傳感器故障檢測：通過偏置電流源驅動輸入通道，傳感器開路時輸出趨于滿量程，實現傳感器完整性驗證；支持外部二極管溫度傳感偏置。
• 外部信號調理：MUXOUTP/MUXOUTN 引腳引出多路選擇器輸出，可外接緩沖、濾波或單端 - 差分轉換電路，靈活擴展信號調理能力。
• 系統監測：可讀取芯片溫度、電源電壓、參考電壓、增益與失調參數，通過狀態字節反饋過范圍（OVF）、電源異常（SUPPLY）等狀態。

五、應用場景與設計支持

1. 典型應用

• 多通道高精度采集：工業過程控制、航空航天系統監測、醫療設備數據采集。
• 高可靠性場景：軍工級傳感器陣列、高溫 / 低溫環境下的多參數監測、精密儀器儀表。

2. 設計資源

• 電源與去耦：模擬與數字電源獨立供電，電源引腳就近并聯 0.1μF 陶瓷電容與 10μF 鉭電容，減少電源噪聲干擾。
• 布局要點：模擬區域與數字區域分離，模擬輸入走線遠離時鐘信號；參考電壓引腳需低噪聲設計，旁路電容緊靠引腳；外露熱焊盤需大面積接地，降低結溫。
• 輸入驅動：差分輸入建議采用差分驅動電路，單端輸入需通過 AINCOM 提供穩定共模電壓；高電壓輸入需添加電阻分壓與肖特基二極管鉗位，避免過壓損壞。
• 時鐘設計：支持 32.768kHz 晶振（內部 PLL 倍頻至 15.7MHz）或外部時鐘（0.1~16MHz），時鐘輸入需串接 50Ω 電阻抑制振鈴。

六、可靠性與訂單信息

• 可靠性保障：絕對最大額定值：AVDD 5.5V，引腳電壓 -0.3V~AVDD+0.3V，結溫 150°C；支持單一制造 / 測試場地、產品可追溯、長生命周期保障，滿足高可靠性場景要求。
• 可訂購型號：工業級 ADS1258IPHPREP（-40°C105°C，QFP-48，1000 片 / 卷）、軍工級 ADS1258MRTCTEP（-55°C125°C，QFN-48，250 片 / 卷），引腳鍍層 NIPDAU，MSL 等級 2~3。