ADS1219 技术规格与应用总结

该ADS1219是一款精密的24位模数转换器（ADC），具有实现最常见系统监控功能（如电源电压、电流和温度监控）所需的所有功能。该器件通过一个灵活的输入多路复用器（MUX）、轨到轨输入缓冲器、一个可编程增益级、一个基准电压源和一个振荡器，具有两个差分或四个单端输入。
*附件：ads1219.pdf

该器件包括允许将高阻抗源直接连接到器件的缓冲器。缓冲器后面有一个增益级，缓冲器提供可选的增益1和4。该ADS1219可以以高达每秒1000个样本（SPS）的数据速率执行转换，并具有单周期建立。在 20 SPS 时，数字滤波器可同时提供 50 Hz 和 60 Hz 抑制，适用于嘈杂的工业应用。

该ADS1219采用 2 线 I^2^支持 I 的 C 兼容接口^2^C 总线速度高达 1 Mbps。16 个不同的 I^2^可以通过两个地址引脚为器件选择 C 地址。

该ADS1219采用无引脚 16 引脚 WQFN 或 16 引脚 TSSOP 封装，额定温度范围为 –40°C 至 +125°C。

特性

• 易于使用，只需一个寄存器即可编程
• 电流消耗低至 315 μA（典型值）
• 宽电源范围：2.3 V 至 5.5 V
• 轨到轨输入缓冲器，可实现高输入阻抗
• 可编程增益：1 和 4
• 可编程数据速率：高达 1 kSPS
• 高达 20 位有效分辨率
• 在20 SPS下同时抑制50 Hz和60 Hz，采用单周期建立数字滤波器
• 两个差分或四个单端输入
• 内部2.048V基准电压源：5 ppm/°C（典型值）漂移
• 内部 2% 精确振荡器
• 我^2^C 兼容接口
• 支持我^2^C 总线速度模式：标准模式、快速模式、快速模式 Plus
• 16 引脚可配置 I^2^C 地址
• 封装：3.0 mm × 3.0 mm × 0.75 mm WQFN

参数

方框图

ADS1219 是德州仪器推出的 4 通道 24 位 ΔΣ 模数转换器（ADC），核心优势为超高精度、低功耗与易用性，仅需单寄存器编程，支持 I²C 接口与多地址配置，集成内置基准源与轨到轨输入缓冲器，适用于电池测试、气体探测器、热量表、可穿戴设备等高精度低功耗监测场景。

一、核心产品特性与参数

1. 分辨率与精度

• 分辨率为 24 位，无丢失码，积分非线性误差（INL）最大 ±15 ppm FSR，线性度优异。
• 输入失调电压典型值 ±4 µV，失调漂移 ±0.1 µV/°C，增益误差最大 ±0.01%，增益漂移 2 ppm/°C，长期稳定性强。
• 噪声性能：20 SPS 下输入参考噪声 5.04 µV RMS（增益 = 1）、1.57 µV RMS（增益 = 4），有效分辨率最高 19.63 位，测量精度极高。

2. 通道与输入配置

• 支持 2 路差分或 4 路单端输入，通过多路选择器（MUX）灵活切换，内置轨到轨输入缓冲器，输入阻抗高。
• 可编程增益：可选 1 或 4，配合 2.048 V 内置基准源，满量程输入范围分别为 ±2.048 V 和 ±0.512 V，支持外部基准源扩展范围。
• 抗干扰能力：20 SPS 下同时抑制 50 Hz/60 Hz 工频噪声，共模抑制比（CMRR）达 115 dB，电源抑制比（PSRR）达 105 dB。

3. 数据速率与接口

• 可编程数据速率：20/90/330/1000 SPS，对应转换时间 1.01 ms~50.01 ms，数字滤波器单周期稳定。
• I²C 兼容接口：支持标准模式（100 kbps）、快速模式（400 kbps）与快速模式 +（1 Mbps），通过 A0/A1 引脚支持 16 种可选地址，最多 16 个器件级联。

4. 电源与环境

• 电源配置：模拟电源（AVDD）与数字电源（DVDD）均为 2.3 V~5.5 V，转换模式典型功耗 1.04 mW（3.3 V），掉电模式电流仅 0.4 µA，功耗优化显著。
• 工作温度范围 - 40°C~+125°C，提供 3mm×3mm 16 引脚 WQFN 和 5mm×4.4mm 16 引脚 TSSOP 两种封装，焊球材质 NIPDAU，符合 RoHS 标准，MSL 等级 2（260°C 峰值回流，1 年存储）。

二、关键功能与优势

1. 灵活工作模式

• 转换模式：支持单次转换与连续转换，单次模式转换后自动进入低功耗状态，适配周期性高精度监测场景。
• 基准源选择：内置 2.048 V 精密基准源（温度漂移典型值 5 ppm/°C），也可通过 REFP/REFN 引脚接入外部基准，适配比率测量等特殊需求。
• 地址配置：A0/A1 引脚可连接 DGND/DVDD/SDA/SCL，组合出 16 种唯一 I²C 地址，适配多器件同步高精度采集。

2. 辅助功能

• 数据就绪指示：DRDY 引脚低电平有效，支持中断触发或轮询读取，避免数据丢失。
• 复位功能：支持上电复位、RESET 引脚复位与 I²C 命令复位，复位后恢复默认配置。
• 偏移校准：可通过 MUX 将输入短接至 AVDD/2，测量并校准偏移电压，进一步提升测量精度。

3. 低功耗与稳定性

• 优化功耗设计：转换模式模拟电流典型值 250 µA，数字电流 65 µA，掉电模式仅 0.1 µA（模拟）/0.3 µA（数字），适配电池供电场景。
• 内置低漂移振荡器（1.024 MHz，精度 ±2%），无需外部时钟，简化电路设计。

三、典型应用场景

1. 核心应用领域

• 电池测试设备：高精度采集电池电压、电流参数，低功耗特性适配长期监测需求。
• 可穿戴设备：小封装、低功耗与高精度结合，适合心率、活动量等生理参数精准采集。
• 工业监测：气体探测器、热量表中用于传感器信号（如 NTC 热敏电阻、电流传感器）数字化，抗干扰能力适配工业环境。

2. 典型应用电路

• 电压监测 ：直接采集 0~2 V 单端信号，利用内置基准与增益 = 1，配合 RC 滤波电路，测量精度达 ±0.5 mV。
• 高边电流测量 ：搭配 INA180 电流检测放大器与分流电阻，测量 0.5 A~10 A 电流，输出电压通过 ADC 数字化，精度达 ±5 mA。
• 温度测量 ：采用比率测量方案，NTC 热敏电阻与参考电阻分压，利用 AVDD 作为激励与基准，温度测量精度达 ±0.1°C。

四、设计与使用建议

1. 电源与布局

• 模拟电源与数字电源需就近放置 0.1 µF 去耦电容，AGND 与 DGND 在器件附近单点连接，减少地弹噪声对高精度测量的影响。
• 输入信号路径建议添加 RC 滤波电路（如 1 kΩ 电阻 + 100 nF 电容），既抑制混叠噪声，又限制过压时的输入电流。

2. 配置与校准

• 首次使用建议配置 MUX、增益、数据速率与转换模式，20 SPS 下优先选择工频噪声抑制模式，兼顾精度与抗干扰性。
• 高精度场景需进行偏移校准：将 MUX 设置为 “AINP/AINN 短接至 AVDD/2”，采集多次数据取平均值，后续测量时扣除偏移值，抵消器件固有误差。

3. 接口与多器件配置

• I²C 总线需在 SDA/SCL 引脚添加上拉电阻（1 kΩ~10 kΩ，根据总线速率与电容选择），DRDY 引脚建议配置为中断输入，避免轮询占用资源。
• 多器件级联时，为每个 ADS1219 分配唯一 A0/A1 组合地址，避免地址冲突，总线电容控制在 400 pF 以内，保障通信稳定性。