ADS8685 16位、500kSPS、1通道SAR ADC技术手册-电子发烧友网

ADS8681、ADS8685和ADS8689属于基于逐次逼近（SAR）模数转换器（ADC）的集成数据采集系统系列。这些器件具有高速、高精度 SAR ADC、集成模拟前端（AFE）输入驱动电路、高达 ±20 V 的过压保护电路以及具有极低温度漂移的片内 4.096V 基准电压源。

这些器件采用单 5V 模拟电源供电，但支持 ±12.288 V、±6.144 V、±10.24 V、±5.12 V 和 ±2.56 V 的真正双极性输入范围，以及 0 V 至 12.288 V、0 V 至 10.24 V、0 V 至 6.144 V 和 0 V 至 5.12 V 的单极性输入范围。增益和失调误差在每个输入范围的指定值内精确调整，以确保高直流精度。输入范围选择通过器件内部寄存器的软件编程完成。无论所选输入范围如何，这些器件都提供高电阻输入阻抗（≥ 1 MΩ）。
*附件：ads8685.pdf

多SPI数字接口向后兼容传统SPI协议。此外，可配置的功能简化了与各种主机控制器的接口。

特性

16 位 ADC，集成模拟前端
高速：
- ADS8681：1 MSPS
- ADS8685：500 kSPS
- ADS8689：100 kSPS
软件可编程输入范围：
- 双极性范围：±12.288 V、±10.24 V、±6.144 V、±5.12 V 和 ±2.56 V
- 单极性范围：0 V–12.288 V、0 V–10.24 V、0 V–6.144 V 和 0 V–5.12 V
5V 模拟电源：1.65V 至 5V I/O 电源
恒定电阻输入阻抗 ≥ 1 MΩ
输入过压保护：高达 ±20 V
片内4.096V基准电压源，具有低漂移
卓越的性能：
- DNL：±0.4 LSB;INL：±0.5 LSB
- 信噪比：92分贝;总谐失真：–107 分贝
ALARM →高、低阈值
带菊花链的多SPI™接口
扩展的工业温度范围：–40°C 至 +125°C

参数

方框图

ADS868x 是德州仪器推出的超高精度集成式数据采集系统（DAQ）系列，包含 ADS8681、ADS8685、ADS8689 三个型号，以 16 位 SAR ADC 为核心，集成模拟前端、过压保护和低漂移基准源，支持宽范围可编程输入，专为半导体测试、伺服驱动控制、高精度模拟输入模块等场景设计。

一、核心特性与关键参数

1. 基础性能

分辨率与采样率：16 位分辨率无丢失码；ADS8681 最高 1 MSPS，ADS8685 最高 500 kSPS，ADS8689 最高 100 kSPS。
输入范围：软件可编程双极性（±2.56 V 至 ±12.288 V）和单极性（0 V 至 5.12 V 至 12.288 V）输入，输入阻抗 ≥1 MΩ，不受采样率影响。
精度与动态性能：DNL ±0.4 LSB，INL ±0.5 LSB；SNR 92 dB，THD -107 dB，SFDR 114 dB（ADS8685/8689），失真抑制和噪声性能优异，精度行业领先。

2. 核心功能

集成保护与基准：输入过压保护达 ±20 V（AVDD=5 V 时），AVDD 悬浮时为 ±15 V；片上 4.096 V 基准源，温度漂移低至 4 ppm/°C（TSSOP 封装）。
接口特性：multiSPI 接口，兼容标准 SPI 协议，支持菊花链拓扑和双 SDO 输出，最高 SCLK 频率 66.67 MHz，适配多设备组网和高速数据传输。
报警功能：支持输入电压高低阈值报警（可编程阈值与滞回）和 AVDD 电源电压监控报警（固定阈值 4.7 V/5.3 V），报警信号可通过引脚、寄存器或数据帧输出。

3. 供电与功耗

供电电压：模拟电源 AVDD 4.75 V-5.25 V，数字电源 DVDD 1.65 V-AVDD，支持独立供电。
功耗模式：支持 NAP 低功耗模式和深度掉电模式，掉电模式功耗低至 10 μA，平衡高精度与低功耗需求。

二、产品型号差异

型号	核心差异	适用场景
ADS8681	采样率 1 MSPS，转换时间 665 ns，响应最快	中高速高精度数据采集、半导体测试
ADS8685	采样率 500 kSPS，转换时间 1000 ns，功耗均衡	中等速率高精度采集、伺服驱动控制
ADS8689	采样率 100 kSPS，转换时间 5000 ns，功耗最低	低速高精度采集、低功耗模拟输入模块

三、应用场景

适用于半导体测试设备、伺服驱动控制模块、高精度模拟输入模块、数据采集系统（DAQ）等场景，尤其适配需要超高精度、宽输入范围、高抗干扰的工业控制和测试测量需求。

四、设计与使用建议

1. 电源与去耦

模拟电源（AVDD）和数字电源（DVDD）需分开布线，就近放置 1 μF 陶瓷去耦电容和 10 μF 电解电容，减少噪声耦合。
基准源引脚（REFIO、REFCAP）需单独去耦，REFIO 搭配 4.7 μF 电容，REFCAP 搭配 10 μF 电容，保证基准稳定性和低噪声。

2. 输入与保护

输入信号需匹配源阻抗，AIN_P 与 AIN_GND 引脚对称布线，减少地电位差影响，提升直流精度。
虽内置过压保护，但建议外部增加 ESD 和浪涌保护器件，避免长时间过压或瞬态冲击损坏，尤其适配半导体测试等复杂环境。

3. 布局要点

区分模拟与数字区域，采用单点接地平面，模拟信号远离数字信号线，减少串扰。
所有接地引脚通过短路径连接到地平面，去耦电容紧贴电源引脚，避免过孔；REFIO 和 REFCAP 电容直接连接引脚，无额外布线，降低阻抗。

五、封装与订购信息

封装规格：提供 16 引脚 TSSOP（PW）和 16 引脚 WQFN（RUM）两种封装，TSSOP 尺寸 5.00 mm×4.40 mm，WQFN 尺寸 4.00 mm×4.00 mm，适配不同密度 PCB 布局。
订购型号：批量供应型号如 ADS8681IPWR（2000 个 / 卷，TSSOP）、ADS8681IRUMR（3000 个 / 卷，WQFN），符合 RoHS 标准，MSL 等级 3（TSSOP）/1（WQFN），峰值回流温度 260°C。