ADS7958-Q1 汽车 8 位、1 MSPS、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。

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。
*附件：ads7958-q1.pdf

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 是德州仪器推出的车规级多通道 SAR ADC 家族，涵盖 8/10/12 位分辨率与 4/8/12/16 通道配置，核心优势为微功耗、宽电压适配及灵活的通道测序功能，适用于汽车电子、电池供电设备等低功耗数据采集场景。

一、核心产品参数

1. 基础规格

• 分辨率与通道：分辨率分 8/10/12 位（无丢失码）；通道数可选 4/8/12/16 路单端输入，共享 16 通道封装引脚布局
• 采样与转换性能：最高 1 MSPS 采样速率；20 MHz SCLK 下转换时间 800 ns，采集时间 325 ns
• 封装与温度：30 引脚（4/8 通道）或 38 引脚（12/16 通道）TSSOP 封装；车规级工作温度 -40°C 至 125°C，符合 AEC-Q100 标准
• 电源与功耗：模拟电源 2.75.25 V，I/O 电源 1.75.25 V；5 V 模拟电 + 3 V I/O 电、1 MSPS 下典型功耗 14.5 mW，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（02.5 V 或 05 V），依赖 2~3 V 外部参考电压（典型 2.5 V）
• 静态性能：INL 最大 ±0.5~±2 LSB，DNL 最大 ±0.5~±1 LSB；偏移误差 ±0.5~±1.5 LSB，增益误差 ±0.1~±1 LSB
• 动态性能：100 kHz 输入时，SNR 最小 60 dB（10 位）、SFDR 典型 82~84 dB、THD 典型 -80 dB；全功率带宽 47 MHz
• 输入特性：输入电容 15 pF，125°C 时输入泄漏电流最大 61 nA；通道隔离串扰 -95 dB，记忆串扰 -85 dB

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 或告警输出、掉电控制等专用功能；每通道支持 2 个可编程告警阈值（高 / 低）

二、关键功能特性

1. 通道测序模式

• 三种测序模式：手动模式（逐帧指定通道）、自动 1 模式（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）
• 默认模式：上电或复位后默认进入手动模式，优先采集通道 0

2. 低功耗与电源管理

• 掉电控制：支持寄存器指令（DI05 位）或 GPIO3 引脚（配置为 PD 输入）两种掉电方式，掉电功耗 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 可灵活配置为普通 I/O、高 / 低告警输出、掉电控制输入等
• 告警功能：每通道支持高 / 低两个可编程阈值，告警信号可映射至 GPIO 输出，12 个 SCLK 周期内响应
• 外部参考要求：需搭配低噪声带隙参考源（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：汽车系统中的多通道传感器信号采集、电源监控
• 电池供电设备：低功耗便携式数据采集系统
• 工业控制：电源供应状态监控、低速模拟信号采集
• 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

1. 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
• 每通道输入端建议添加 150 pF 电容，减少通道切换时的电荷干扰，保证信号稳定 settling

2. 参考与电源电路

• 参考电路：REFP 与 REFM 引脚需短距离布线并加强去耦，推荐使用低噪声带隙参考源
• 电源配置：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；模拟电源需≥I/O 电源

3. PCB 布局与模式选择

• PCB 布局：数字信号线与模拟输入路径分离，避免串扰；器件下方铺铜填充，AGND、BDGND 等接地引脚通过多个过孔连接模拟地平面
• 模式选择：连续多通道扫描优先选择自动模式，灵活指定通道采集选择手动模式；通过寄存器可快速切换测序模式并保留配置参数