ADS7961-Q1 核心产品信息总结

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。
*附件：ads7961-q1.pdf

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

ADS7961-Q1 是德州仪器 ADS79xx-Q1 系列中的汽车级多通道 ADC，核心优势为多通道支持、宽电压适配及低功耗，支持 16 路单端输入，专为汽车系统、电源监测等多通道高速数据采集场景设计。

一、核心产品参数

1. 基础规格

• 分辨率与通道：8 位分辨率（无丢失码），16 路单端输入通道，支持通道多路复用切换
• 采样与转换性能：最高 1 MSPS 采样率，转换时间 800 ns（20 MHz SCLK），采集时间 325 ns
• 封装与温度：38 引脚 TSSOP（9.70mm×4.40mm）封装；AEC-Q100 1 级认证，工作温度 -40°C 至 125°C
• 电源与功耗：模拟电源 2.7-5.25 V，数字 I/O 电源 1.7-5.25 V；5 V 模拟供电、1 MSPS 速率下典型功耗 14.5 mW，掉电模式电流仅 1 μA

2. 输入与性能特性

• 输入范围：双档可选单极性输入（0-2.5 V 或 0-5 V），取决于外部参考电压（2-3 V，典型 2.5 V）
• 静态性能：增益误差 ±0.1 LSB（Range 1/2），通道间串扰 -85~-95 dB，输入泄漏电流最大 61 nA（125°C）
• 动态性能：100 kHz 输入时，无杂散动态范围（SFDR）典型 -78 dB，全功率带宽 47 MHz
• 输入特性：输入电容 15 pF，高输入阻抗，适配多种信号源类型

3. 关键功能参数

• 通道配置：支持手动、自动 1、自动 2 三种通道测序模式，可自定义扫描通道或序列深度
• 报警功能：每通道支持 2 个可编程报警阈值（高 / 低），通过 GPIO 输出主动报警信号
• 接口与控制：SPI 兼容串行接口（SCLK 最高 20 MHz），4 个独立配置 GPIO 引脚（可设为输入 / 输出或报警功能）

二、关键功能特性

1. 灵活配置与多模式操作

• 通道测序：手动模式支持单通道指定，自动 1 模式可预编程扫描通道，自动 2 模式支持自定义扫描终点通道（从通道 0 至设定终点循环）
• 输入范围切换：通过寄存器配置 0-2.5 V 或 0-5 V 输入范围，适配不同幅度信号采集需求
• GPIO 多功能：4 个 GPIO 可独立配置为普通 I/O、电源掉电控制、范围选择或报警输出，满足系统控制多样化需求

2. 汽车级可靠性设计

• 防护性能：HBM ESD 等级 H2（±2000 V），CDM ESD 等级 C4B（±750 V），符合汽车电子电磁兼容要求
• 宽温稳定：全温范围（-40°C 至 125°C）内性能波动小，适配恶劣工业与汽车环境
• 低功耗优化：支持软件或 GPIO 触发掉电模式，掉电电流仅 1 μA，适配电池供电系统

3. 高集成与易用性

• 外部参考：支持 2-3 V 外部参考源（推荐 REF5025），REFP 引脚需配置 10 μF 去耦电容以保证性能
• 数据格式：二进制补码输出，MSB 优先，16 位数据帧包含 4 位通道地址与 8 位转换结果
• 报警机制：可通过寄存器分组设置 16 路通道阈值（4 通道为一组），信号超限时通过 GPIO 输出报警，响应迅速

三、典型应用场景

• 汽车系统：汽车多通道传感器信号采集、车载电源监测
• 工业与电源：电池供电设备、高速数据采集系统、工业多通道电压 / 电流监测
• 通用电子：需要多通道、低功耗、高可靠性数据采集的嵌入式系统

四、设计与使用建议

1. 输入与参考设计

• 输入调理：通道切换时需预留信号稳定时间，建议每通道输入端并联 150 pF 电容减少扰动；源阻抗建议 ≤250 Ω（确保 8 位精度）
• 参考配置：外部参考源需低噪声、稳定，REFP 与 REFM 引脚就近配置去耦电容，避免参考电压波动影响测量精度
• 报警配置：根据应用需求通过寄存器分组设置通道阈值，合理分配 GPIO 报警功能，支持高 / 低双阈值独立配置

2. 电源与布线

• 电源配置：模拟电源与数字电源独立供电，各电源引脚就近并联 1 μF 陶瓷去耦电容，模拟地与数字地单点连接
• PCB 布局：模拟输入通道与数字信号线分开布线，减少串扰；REF 引脚线路远离噪声源，避免 vias 位于电容与器件引脚之间
• 阻抗匹配：SCLK 线路若存在振铃，可串联小电阻减缓边沿，不建议直接并联电容

3. 通道与模式选择

• 测序模式：16 路全通道循环采集优先选择自动 2 模式，自定义通道组合扫描选择自动 1 模式，重点通道监测使用手动模式
• 功耗优化：非采集时段启用掉电模式，通过 GPIO3 或寄存器 DI05 位触发，降低系统整体功耗
• 信号适配：小信号优先使用 0-2.5 V 输入范围提升分辨率，大信号切换至 0-5 V 范围避免饱和。