ADS114S08B 技术文档核心内容总结

ADS114S06B和ADS114S08B是精密的 16 位 Δ-Σ 模数转换器 （ADC），具有低功耗和许多集成功能，可降低测量小信号传感器应用中的系统成本和元件数量。

这些ADC具有数字滤波器，可提供低延迟转换结果和50Hz或60Hz抑制，适用于嘈杂的工业环境。低噪声、可编程增益放大器 （PGA） 提供 1 至 128 的增益范围，以放大电阻桥或热电偶应用的低电平信号。此外，这些器件还集成了低漂移的 2.5V 基准电压源，可减少印刷电路板 （PCB） 面积。最后，两个可编程激励电流源 （IDAC） 可实现简单、准确的 RTD 偏置。
*附件：ads114s08b.pdf

输入多路复用器支持12个ADS114S08B输入和6个ADS114S06B输入，可任意组合连接到ADC，以实现设计灵活性。此外，这些器件还包括传感器烧毁检测、热电偶电压偏置、系统监控和四个通用 I/O （GPIO） 等功能。

这些器件采用无引脚VQFN-32或TQFP-32封装。

特性

• 低功耗：低至 280 μA
• 可编程增益：1 至 128
• 可编程数据速率：2.5 SPS至4 kSPS
• 在 20 SPS ≤下
  同时实现 50 Hz 和 60 Hz 抑制，采用低延迟数字滤波器
• 具有 12 （ADS114S08B） 或 6 （ADS114S06B） 个独立可选输入的模拟多路复用器
• 用于传感器激励的双匹配可编程电流源：10 μA 至 2000 μA
• 内部基准电压源：2.5 V，8 ppm/°C（典型值）漂移
• 内部振荡器：4.096 MHz，2% 精度
• 内部温度传感器
• 自偏置和系统校准
• 四个通用 I/O
• SPI 兼容接口
• 模拟电源：单极性（2.7 V 至 5.25 V）或双极性（±2.5 V）
• 数字电源：2.7 V 至 3.6 V
• 工作温度：–40°C 至 +125°C
• 与ADS114S0x引脚兼容

参数

方框图

ADS114S08B 是德州仪器推出的低功耗、高集成度 16 位 ΔΣ 模数转换器（ADC），与 ADS114S06B 为同系列产品，核心差异在于输入通道数量，专为小信号传感器测量设计，集成多种功能以降低系统成本与复杂度。

一、产品基础信息

• 文档与版本 ：文档版本为 SBAS852A，首次发布于 2017 年 8 月，2020 年 2 月修订，包含完整的技术参数、功能说明、应用方案及封装信息。
• 核心定位 ：面向工业传感、过程控制等场景，适用于温度、压力、应变、流量等传感器信号采集，兼具低噪声、低漂移特性与高集成度。
• 系列差异 ：与 ADS114S06B 相比，ADS114S08B 提供 12 路模拟输入（ADS114S06B 为 6 路），其余核心性能与功能完全一致。

二、核心特性与参数

（一）基础性能

• 精度与分辨率 ：16 位无失码分辨率，积分非线性（INL）典型值 2 ppm FSR，输入失调电压低至 2 µV（增益 16-128 时），增益误差典型值 0.025%。
• 增益与输入 ：可编程增益 1-128 倍，支持单端、伪差分和全差分输入，12 路模拟输入可灵活配置为 PGA 正 / 负输入。
• 数据速率与滤波 ：数据速率范围 2.5 SPS-4 kSPS，≤20 SPS 时可同时抑制 50 Hz/60 Hz 工频噪声，数字滤波器为低延迟设计，单周期稳定。

（二）供电与功耗

• 模拟供电支持单极性（2.7 V-5.25 V）或双极性（±2.5 V），数字核心供电（DVDD）2.7 V-3.6 V，数字 I/O 供电（IOVDD）2.7 V-5.25 V。
• 典型工作电流低至 280 µA，掉电模式电流仅 0.1 µA，功耗表现优异，适配低功耗场景。

（三）集成功能

• 内置 2.5 V 电压基准，温度漂移典型值 8 ppm/°C；集成内部温度传感器，温度系数 403 µV/°C。
• 配备 2 个匹配可编程激励电流源（IDAC），电流范围 10 µA-2000 µA，支持 RTD 等电阻式传感器激励；4 个 GPIO 引脚（复用 AIN8-AIN11），可配置为输入 / 输出或模拟输入。
• 采用 SPI 兼容接口（支持模式 1：CPOL=0，CPHA=1），支持多设备级联，通信稳定，可简化为 3 线接口（CS 常低）。

三、封装与工作环境

• 封装类型 ：提供 32 引脚 TQFP（5.0 mm×5.0 mm）和 32 引脚 VQFN（5.0 mm×5.0 mm）两种封装，均为无铅设计，符合 RoHS 标准，引脚镀层为 NIPDAU。
• 工作条件 ：工作温度范围 -40°C 至 +125°C，满足工业级严苛环境；存储温度范围 -60°C 至 150°C，抗静电能力达 HBM ±2500 V、CDM ±1000 V。

四、关键功能模块

（一）输入多路选择器（MUX）

• 支持 12 路模拟输入灵活切换，可路由 IDAC 电流至任意输入引脚，实现传感器激励；集成系统监测功能，可测量电源电压、内部温度，支持传感器烧断检测（BOCS）。
• 采用 “先断后合” 设计，切换通道时避免输入短路，输入端配有 ESD 保护二极管，防止静电损坏。

（二）可编程增益放大器（PGA）

• 低噪声、低漂移设计，增益 1-4 倍可旁路 PGA 以降低功耗，8-128 倍由 PGA 与开关电容电路协同实现，增益 64/128 倍包含数字缩放环节。
• 输入电压需符合范围要求，增益≤16 时为 AVSS+0.15 V 至 AVDD-0.15 V，增益＞16 时需结合最大差分输入电压调整；旁路模式下输入范围扩展至 AVSS-0.05 V 至 AVDD+0.05 V，支持单端接地信号测量。

（三）工作与转换模式

• 工作模式 ：包含掉电模式（最低功耗）、待机模式（无转换时自动进入）、转换模式（执行信号采样与转换）。
• 转换模式 ：连续转换（持续采样直至停止）和单次转换（单次采样后返回待机模式），可通过 START/SYNC 引脚或命令控制。

（四）校准与系统监测

• 支持自偏移校准（SFOCAL）、系统偏移校准（SYOCAL）和系统增益校准（SYGCAL），校准样本数可配置（1/4/8/16 个样本），提升测量精度。
• 系统监测功能可测量模拟电源（(AVDD-AVSS)/4）、数字电源（DVDD/4），支持 0.2 µA/1 µA/10 µA 烧断电流源，检测传感器故障。

五、典型应用与设计要点

（一）典型应用场景

• 工业传感：现场变送器（温度、压力、应变、流量）、PLC/DCS 模拟输入模块、温度控制器、气候箱、工业烤箱。
• 精密测量：3 线 / 4 线 RTD 温度测量、热电偶信号采集、电阻桥（称重传感器、应变片）信号采集。

（二）设计关键要点

• 电源与去耦 ：AVDD 需并联 330 nF 去耦电容至 AVSS，DVDD/IOVDD 并联 0.1 µF 电容至 DGND，电容贴近引脚放置；模拟地与数字地单点连接，降低干扰。
• 输入滤波 ：建议在模拟输入端添加一阶 RC 低通滤波器（截止频率为数据率或其 10 倍），抑制混叠和 EMI 干扰，电阻值推荐 100 Ω-10 kΩ。
• 校准与配置 ：上电后需等待 2.2 ms 完成上电复位，测量前建议进行偏移与增益校准；通过 18 个配置寄存器设置输入通道、增益、数据率等参数，寄存器默认值可通过复位恢复。