ADS7028 小型 8 通道 12 位模数转换器技术手册

该ADS7028是一款易于使用的8通道、多路复用、12位、1MSPS、逐次逼近寄存器模数转换器（SAR ADC）。八个通道可以独立配置为模拟输入、数字输入或数字输出。该器件具有用于ADC转换过程的内部振荡器。

该ADS7028通过SPI兼容接口进行通信，并以自主或单次转换模式运行。该ADS7028使用具有可编程高低阈值、迟滞和事件计数器的数字窗口比较器，通过每个通道的事件触发中断来实现模拟看门狗功能。该ADS7028具有内置的循环冗余校验 （CRC），用于数据读/写作和上电配置。该ADS7028具有均方根 （RMS） 模块，可计算任何模拟输入通道的 16 位真 RMS 结果。集成的过零检测 （ZCD） 模块允许在可配置阈值交叉点附近进行瞬态抑制和滞后。
*附件：ads7028.pdf

特性

• 小包装尺寸：
  • WQFN 3 毫米× 3 毫米
• 8 个通道可配置为以下任意组合：
  • 多达 8 个模拟输入、数字输入或数字输出
• 用于 I/O 扩展的 GPIO：
  • 漏极开路、推挽式数字输出
• 模拟看门狗：
  • 每个通道的可编程阈值
  • 瞬态抑制的事件计数器
• 宽工作范围：
  • AVDD：2.35 V 至 5.5 V
  • DVDD：1.65 V 至 5.5 V
  • –40°C 至 +85°C 温度范围
• 增强型SPI数字接口：
  • 高速、60MHz 接口
  • 通过 >13.5MHz SPI 实现全吞吐量
• 用于读/写作的 CRC：
  • 数据读/写时的 CRC
  • 上电配置时的 CRC
• 可编程平均滤波器
• 均方根模块：
  • 16位真有效值输出
  • 可编程 RMS 时间窗口
• 过零检测模块：
  • ZCD输出对应模拟输入
  • 内置瞬态抑制和迟滞
  • 数字可调检测阈值

参数

方框图

ADS7028 是德州仪器推出的 8 通道 12 位逐次逼近型模数转换器（SAR ADC），核心优势为多功能通道配置、集成 RMS/ZCD 模块、高可靠性及小尺寸封装，专为混合信号采集、工业控制等场景设计。

核心参数与特性

1. 基础性能：分辨率 12 位，无丢失码；DNL 最大 ±0.75 LSB，INL 最大 ±1.3 LSB，DC 精度出色；采样率最高 1 MSPS，转换时间 600 ns。
2. 信号性能：2 kHz 输入时 SINAD 达 72.9 dB、THD 低至 -87.5 dB，SFDR 典型值 91 dB；通道间隔离串扰 -100 dB，抗干扰能力强。
3. 输入与供电：模拟输入范围 0 V 至 AVDD，AVDD 供电 2.35 V-5.5 V，DVDD 供电 1.65 V-5.5 V；工作温度范围 -40°C 至 85°C，采用 16 引脚 WQFN 封装（3mm×3mm），占用空间小。
4. 附加特性：支持 CRC 校验（数据读写及上电配置），集成可编程平均滤波器（2-128 倍过采样）、16 位真 RMS 计算模块及零交叉检测（ZCD）模块。

核心功能模块

• 通道配置：8 个通道可独立配置为模拟输入、数字输入或数字输出（GPIO），GPIO 支持推挽 / 开漏驱动模式，简化混合信号系统设计。
• 信号处理：RMS 模块支持可编程时间窗口计算，ZCD 模块带暂态抑制与滞后特性，数字窗口比较器可配置每通道阈值与事件计数。
• 数字接口：增强型 SPI 接口，最高时钟频率 60 MHz，兼容 4 种 SPI 协议，支持寄存器读写、位设置 / 清除操作，适配快速数据传输。
• 工作模式：支持手动、即时（On-the-fly）、自动序列及自主四种转换模式，可灵活适配不同采集场景需求。

应用场景

适用于冰箱冰柜、机架服务器、混合模块（AI/AO/DI/DO）、交流传动功率级模块等，尤其适配需要多通道混合信号采集、高精度监测且对 PCB 空间要求苛刻的工业及消费电子场景。

设计要点

1. 输入驱动：建议搭配低噪声运算放大器，模拟输入线路需短且匹配，减少传输损耗；采样电容 12 pF，需平衡驱动能力与失真。
2. 供电设计：AVDD 与 DVDD 可短接实现单电源供电，各电源引脚就近放置 1 µF 陶瓷去耦电容，DECAP 引脚需外接 0.22 µF-4.7 µF 去耦电容。
3. 布局规范：模拟信号与数字线路分开布线，避免交叉干扰；AVDD 作为参考电压，其去耦电容需靠近器件放置，采用低阻抗接地。
4. 配置要点：通过寄存器可启用 CRC 校验、平均滤波、RMS 计算等功能；自主模式下可设置阈值报警，减少主机开销。