‌ADS9813 18位 2MSPS 8通道同步采样ADC技术文档总结

该ADS9813是一个八通道数据采集（DAQ）系统，基于同步采样、18位逐次逼近寄存器（SAR）模数转换器（ADC）。该ADS9813为每个通道提供完整的模拟前端 （AFE），并带有输入钳位。该器件还具有 1MΩ 输入阻抗和具有用户可选带宽选项的可编程增益放大器 （PGA）。高输入阻抗允许直接与传感器和变压器连接，从而消除了对外部驱动电路的需求。配置ADS9813以接受±12V、±10V、±7V、±5V、±3.5V和±2.5V双极性输入，输入共模电压高达±12V。

支持1.2V至1.8V工作的数字接口使ADS9813无需外部电压电平转换器即可使用。
*附件：ads9813.pdf

特性

• 8通道、18位ADC，带模拟前端：
  • 同时采样
  • 恒定的 1MΩ 输入阻抗前端
• 可编程模拟输入范围：
  • ±12V、±10V、±7V、±5V、±3.5V和±2.5V
  • 单端和差分输入
  • 共模电压范围：±12V
  • 输入过压保护：高达 ±18V
• 用户可选择的模拟输入带宽：
  • 22.7kHz 和 700kHz
• 集成低漂移精度基准：
  • ADC基准电压源：4.096V
  • 2.5V 基准输出，用于外部电路
• 全通量下的出色交流和直流性能：
  • DNL：±0.35LSB，INL：±0.8LSB
  • 信噪比：90.3dBFS，总谐波扰：–113dB
• 电源：
  • 模拟和数字：5V 和 1.8V
  • 数字接口：1.2V 至 1.8V
• 温度范围：–40°C 至 +125°C

参数

方框图

‌1. 产品概述‌

• ADS9813是德州仪器推出的18位分辨率、8通道同步采样模数转换器
• 集成完整的模拟前端(AFE)，每个通道包含输入钳位保护电路
• 采用逐次逼近寄存器(SAR)架构
• 支持最大2MSPS/通道采样率（ADS9811/ADS9810为1MSPS/通道）

‌2. 主要特性‌

• ‌分辨率‌：18位（无误码）
• ‌采样率‌：2MSPS/通道（ADS9813）
• ‌输入特性‌：
  • 可编程输入范围：±12V、±10V、±7V、±5V、±3.5V、±2.5V
  • 恒定1MΩ输入阻抗
  • 输入过压保护：最高±18V
  • 共模电压范围：±12V
• ‌模拟带宽‌：
  • 低带宽模式：22.7kHz
  • 宽带宽模式：221kHz-700kHz（取决于输入范围）
• ‌电源要求‌：
  • 模拟电源：5V
  • 数字电源：1.8V
  • 数字接口电源：1.2V-1.8V
• ‌功耗‌：
  • ADS9813：244mW（最大吞吐量）
  • ADS9811/ADS9810：177mW（最大吞吐量）
• ‌温度范围‌：-40℃至+125℃

‌3. 性能参数‌

• ‌线性度‌：
  • DNL：±0.35LSB
  • INL：±0.8LSB
• ‌交流性能‌：
  • SNR：90.3dBFS（典型值，低带宽模式，±12V范围）
  • THD：-113dB（典型值）
• ‌参考电压‌：
  • 内部参考：4.096V
  • 2.5V参考输出（用于外部电路）

‌4. 应用领域‌

• 半导体测试
• 可编程直流电源
• 参数测量单元(PMU)

‌5. 功能模块‌

• ‌模拟前端‌：
  • 输入钳位保护电路
  • 可编程增益放大器(PGA)
  • 可编程低通滤波器
• ‌数字接口‌：
  • 支持2通道和4通道模式
  • 单数据率(SDR)和双数据率(DDR)接口
  • 数据输出随机化功能
• ‌数据平均‌：
  • 简单平均和移动平均模式
• ‌测试模式‌：
  • 固定模式、数字斜坡、交替测试模式

‌6. 封装信息‌

• ‌封装类型‌：56引脚VQFN(RSH)
• ‌封装尺寸‌：7mm×7mm

‌7. 特殊功能‌

• ‌速度提升模式‌：
  • 支持最高8MSPS采样率
  • 仅对用户选择的通道对进行转换

‌8. 控制与编程‌

• ‌SPI接口‌：
  • 支持寄存器读写操作
  • 可配置为菊花链拓扑
• ‌初始化序列‌：
  • 需要特定的寄存器写入序列
• ‌多芯片同步‌：
  • 通过SMPL_SYNC信号实现

‌9. 电气规格‌

• ‌绝对最大额定值‌：
  • 模拟输入电压：±18V
  • 电源电压：AVDD_5V(6V）、VDD_1V8(2.1V）、IOVDD(2.1V）

‌10. 典型应用‌

• 高精度数据采集系统
• 工业自动化控制系统
• 测试和测量设备

该器件专为需要高精度、多通道同步采样的应用设计，在保持优异性能的同时提供了灵活的配置选项和丰富的功能特性