ADS9327 采用小型封装的双通道、同步采样、16位5MSPS SAR ADC技术手册

ADS932x是一款高速、双通道、同步采样、模数转换器（ADC），具有集成基准电压源和基准电压缓冲器。ADS932x具有出色的交流性能，这使得该器件是宽带宽数据采集（DAQ）系统的最佳选择。

该器件支持SPI兼容串行接口。该接口使ADS932x易于与各种微控制器、数字信号处理器（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）配对。该器件还支持数据平均功能，可在嘈杂的环境中提供交流性能提升。
*附件：ads9327.pdf

特性

• 16位SAR ADC系列
  • ADS9327：5MSPS/通道
  • ADS9326：3MSPS/通道
• 两个差分、同时采样的通道
• 支持 5V 和 3.3V 模拟电源作
• 优异的直流和交流性能：
  • 信噪比：93dB（5MSPS）
  • INL：±1LSB，DNL：±0.75LSB
• 功能集成：
  • 内部参考
  • 共模电压输出缓冲器
  • 用于外部基准输入的集成缓冲器
  • 简单数据平均多达 128 个样本
  • 移动数据平均值多达 8 个样本
• 可配置串行接口：
  • 每个ADC通道2个串行输出
  • 每个ADC通道1个串行输出
  • 两个ADC通道1个串行输出
  • 支持菊花链功能
• 串行接口上的 8 位 CRC
• 扩展温度范围：–40°C 至 +125°C

参数

方框图

ADS9326 与 ADS9327 是德州仪器推出的 16 位双路同步采样 SAR ADC，核心差异在于采样速率（ADS9326 为 3MSPS/ch，ADS9327 为 5MSPS/ch），均集成参考电压源与数据处理功能，适用于高精度信号采集场景。

一、核心功能与特性

1. 采样与精度性能
   • 双路全差分输入，支持同步采样，模拟输入范围为 ±V_REF（AVDD=5V 时 V_REF 默认 4.096V，AVDD=3.3V 时默认 2.5V），共模输入电压需匹配 VCMOUT（典型 2.24V）。
   • 直流精度：微分非线性（DNL）±0.75LSB，积分非线性（INL）±1LSB，输入失调误差 ±2LSB；交流性能：5V 供电下 SNR 典型 93dB（2kHz 输入）、THD 典型 - 115dB，3.3V 供电下 SNR 典型 90.4dB，模拟输入带宽 1.5MHz。
2. 集成功能
   • 参考电压：内置低漂移参考源（温度漂移 5-15ppm/°C），支持外部参考输入，REFIO 引脚需接 1μF 去耦电容；AVDD=5V 时可通过寄存器选择 4.096V/3.3V/2.5V 内部参考。
   • 数据平均：支持两种滤波模式 —— 简单平均（2-128 个样本，输出速率随窗口增大降低）、移动平均（2/4/8 个样本，输出速率恒定），可提升 SNR（如 128 倍简单平均时 SNR 达 105.9dB）。
   • 错误检测：8 位 CRC 循环冗余校验（基于 CRC-8-CCITT 多项式），仅用于输出数据校验，可减少通信错误；支持数据随机化功能，降低地弹噪声对模拟性能的干扰。
3. 串行接口与扩展性
   • 兼容 SPI 协议，支持 1/2/4 通道数据输出（如 4 通道时 ADC A 数据从 D3/D2 输出，ADC B 从 D1/D0 输出），SCLK 最高频率 80MHz。
   • 支持菊花链模式（需配置为 1 通道输出），多器件级联时可通过 D0 引脚透传 SCLK，简化多 ADC 同步采集架构。

二、关键参数与环境要求

类别	具体参数	说明
电源供电	AVDD：3.1V-5.25V；VDD_1V8：1.75V-1.85V；IOVDD：1.75V-3.5V	模拟、数字电源独立，需分别接去耦电容（AVDD/VDD_1V8 接 1μF，IOVDD 接 0.1μF）
温度范围	工作温度：-40°C-125°C；存储温度：-60°C-150°C	结温最高 150°C，满足工业级环境需求
封装与散热	22 引脚 VQFN（VAE 封装），尺寸 3.5mm×3.5mm，裸露热焊盘	热阻：结到环境 36.5°C/W，结到板 7.9°C/W，热焊盘需外接 GND 以优化散热
ESD 防护	人体放电模型（HBM）±2000V；带电器件模型（CDM）±500V	符合 JEDEC 标准，降低静电损坏风险

三、应用场景

适用于需要高精度同步采样的场景，包括绝对光学 / 磁性编码器、伺服驱动位置反馈、超声扫描仪、可编程直流电源、声呐系统等。典型应用如 1V_pp 正弦余弦编码器信号采集，搭配全差分放大器（如 THS4552）可实现 500kHz 以上信号带宽。

四、使用要点

1. 寄存器配置
   • 寄存器分 3 个 bank，默认锁定，需通过特定序列解锁（写 0xFE 地址为 0xB38F、0xABCD）；关键配置包括参考源选择（PD_REF 位）、数据格式（二进制补码 / 无符号二进制）、平均模式（SAVG_MODE/MAVG_MODE 位）。
   • 初始化序列：上电后需软件复位（写 0x01 寄存器 RESET 位），等待 1ms 后清除复位，再配置参考源与通道使能，ADS9326 还需额外等待 25ms 初始化内部参考。
2. 布局与电源设计
   • 模拟与数字地分开，避免数字线与模拟输入 / 参考信号交叉；REF_CAP、REFM 引脚靠近器件放置，避免过孔；热焊盘需大面积接地，降低结温。
   • 电源 decoupling：AVDD/VDD_1V8/IOVDD 各自独立接去耦电容，且电容靠近引脚，减少开关噪声干扰。
3. 时序要求
   • 转换启动：CONVST 下降沿触发双路同步采样，最小高 / 低电平时间 10ns；低延迟模式下需保证 CONVST 与 CS 下降沿间隔不小于转换时间（ADS9327 为 130ns，ADS9326 为 200ns）。
   • 接口时序：SCLK 高 / 低电平时间不小于 0.4×SCLK 周期，CS 下降到 SCLK 上升沿最小间隔 17ns，SDI 数据建立时间 3ns。

五、型号差异与订购信息

• 型号对比 ：ADS9327（5MSPS/ch，全功能支持）、ADS9326（3MSPS/ch，部分功能简化，如移动平均仅部分版本支持）。
• 订购型号 ：活跃型号为 ADS9327VAER（3000 片 / 卷，卷盘包装，RoHS 合规，引脚镀层 NIPDAU，MSL 3 级）；预生产型号 PADS9326VAER/PADS9327VAER 需联系 TI 获取详细信息。