ADS7950-Q1 汽车、12位、1MSPS、4通道、单端SAR ADC技术手册

ADS79xx-Q1 器件系列由多通道 8 位、10 位和 12 位模数转换器 （ADC） 组成。这些器件包括一个基于电容的逐次逼近寄存器（SAR）ADC，具有固有的采样和保持功能。ADS79xx-Q1器件具有多种功能和出色的性能，适用于需要监控多个通道的各种应用。
*附件：ads7950-q1.pdf

ADS79xx-Q1器件在2.7 V至5.25 V的宽模拟电源范围内工作。这些器件具有极低的功耗，适用于电池供电和隔离电源应用。

4通道和8通道器件采用30引脚TSSOP封装。12通道和16通道器件采用38引脚TSSOP封装。

特性

• 符合汽车应用标准
• AEC-Q100 测试结果如下：
  • 器件温度等级 1：–40°C 至 125°C
    环境工作温度范围
  • 设备 HBM ESD 分类等级 H2
  • 设备 CDM ESD 分类级别 C4B
• 产品系列：
  • 8位、10位和12位分辨率
  • 4、8、12 通道器件共享 16 通道封装
• 1MHz采样率串行器件
• 模拟电源范围：2.7 V 至 5.25 V
• I/O 电源范围：1.7 V 至 5.25 V
• 两个 SW 可选单极性输入范围：
  • （0 V 至 2.5 V）或（0 V 至 5 V）
• 通道选择的自动和手动模式
• 每个通道有两个可编程报警级别
• 四个可单独配置的GPIO
• 典型功耗：14.5 mW （V （+VA） = 5 伏，伏 （+VBD） = 3 V），1 MSPS
• 掉电电流 （1 μA）
• 30引脚和38引脚TSSOP封装

参数

方框图

ADS79xx-Q1 是德州仪器推出的面向汽车及低功耗场景的多通道 ADC 家族，涵盖 8/10/12 位分辨率及 4/8/12/16 通道配置，核心优势为微功耗、宽电压适配及丰富的可编程功能，符合 AEC-Q100 车规标准。

一、核心产品参数

1. 基础规格

• 分辨率与通道：8 位（ADS7958/59/60/61-Q1）、10 位（ADS7954/56/57-Q1）、12 位（ADS7950/51/52/53-Q1）；通道数 4/8/12/16 可选
• 采样速率：最高 1 MSPS，转换时间 800 ns（20 MHz SCLK），采集时间 325 ns
• 封装与温度：30 引脚（4/8 通道）或 38 引脚 TSSOP 封装，车规级工作温度 -40°C 至 125°C
• 电源与功耗：模拟电源 2.7-5.25 V，I/O 电源 1.7-5.25 V；典型功耗 14.5 mW（5 V 模拟电、3 V I/O 电，1 MSPS），掉电电流仅 1 μA

2. 输入与性能特性

• 输入范围：两种可选单极性范围（0-2.5 V 或 0-5 V），依赖外部参考电压（2-3 V，典型 2.5 V）
• 静态性能：12 位器件总未调整误差 ±2 LSB，INL ±0.75 LSB，DNL ±0.5 LSB；通道间串扰 -95 dB（隔离串扰）、-85 dB（记忆串扰）
• 动态性能：100 kHz 输入时，SNR 最高 72 dB（12 位）、60 dB（10 位），SFDR 最高 84 dB（12 位）、82 dB（10 位），THD 低至 -80 dB
• 输入特性：输入电容 15 pF，泄漏电流最大 61 nA（125°C），全功率带宽 47 MHz

3. 接口与控制

• 数字接口：SPI 兼容串行接口（CS、SCLK、SDI、SDO），SCLK 最高 20 MHz，数据格式 MSB 优先
• 可编程功能：4 个独立配置 GPIO 引脚，支持 GPI/GPO 或告警、掉电控制等专用功能
• 告警功能：每通道支持 2 个可编程告警阈值（高 / 低），告警输出可映射至 GPIO

二、关键功能特性

1. 通道工作模式

• 三种通道测序模式：手动模式（逐帧指定通道）、自动 1 模式（按预编程通道序列扫描）、自动 2 模式（从通道 0 扫描至指定最后通道）
• 通道灵活性：4/8 通道器件共享 30 引脚封装，12/16 通道共享 38 引脚封装，引脚兼容便于选型替换

2. 低功耗与电源管理

• 掉电模式：支持通过寄存器指令或 GPIO 引脚触发掉电，掉电状态功耗仅 1 μA
• 电源适配：模拟电源与 I/O 电源可独立配置，适配电池供电系统的宽电压需求

3. 扩展功能

• GPIO 多功能：4 个 GPIO 可配置为普通 I/O、高 / 低告警输出、掉电控制输入、量程选择输入等
• 外部参考：依赖外部低噪声参考源（如 REF5025），REFP 引脚需就近配置 10 μF 去耦电容

三、典型应用场景

• 汽车电子：汽车系统中的电源监控、传感器信号采集等车规级应用
• 电池供电设备：低功耗要求的便携式数据采集系统
• 工业控制：电源供应监控、多通道低速信号采集
• 通用数据采集：需要多通道、低功耗、小封装的场景

四、设计与使用建议

• 参考电路：推荐使用低噪声带隙参考源，REFP 与 REFM 引脚需短距离布线并加强去耦
• 输入驱动：无缓冲时源阻抗建议 ≤100 Ω（1xREF 范围）或 ≤250 Ω（2xREF 范围）；高源阻抗场景建议添加 OPA192 等缓冲器
• PCB 布局：模拟地与数字地单点连接，电源引脚就近配置 1 μF 陶瓷去耦电容；数字信号线与模拟输入路径分离，避免串扰
• 序列配置：根据应用需求选择通道测序模式，自动模式适合连续多通道扫描，手动模式适合灵活指定通道采集