ADS8320-HT 16 位高温微功耗 SAR 型 ADC 产品总结

该ADS8320是一种16位采样模拟转数字（A/D）转换器，具有 确保规格涵盖2.7伏至5.25伏供电范围。即使 以完整的100 kHz数据速率运行。在较低数据速率下，设备的高速支持 它大部分时间处于断电模式——平均功率耗散在10-kHz数据率下低于100 mW。
*附件：ads8320-ht.pdf

该ADS8320还支持2伏至5.25伏的同步串行电压 （兼容SPI/SSI的）接口，以及差分输入。参考电压可以设置为任意 电平范围在500 mV到V之间 CC .

超低功耗和小尺寸使ADS8320非常适合便携式和电池供电系统。它也非常适合远程数据采集模块、多通道同步系统和隔离数据采集。该ADS8320采用8针陶瓷表面贴装封装，规格适用于–55°C至210°C的温度范围。

特性

• 100 kHz采样率
• 微型电力：
  • 3.8毫瓦，频率为100 kHz，电压为2.7 V
  • 0.3毫瓦，频率为10 kHz，电压为2.7 V
• 断电：最大6 μA
• 8针陶瓷封装
• 针孔兼容ADS7816和ADS7822
• 串行（SPI/SSI）接口

参数

方框图

ADS8320-HT 是德州仪器（TI）推出的 16 位逐次逼近寄存器（SAR）型模数转换器（ADC），核心优势为宽温工作、低功耗与高可靠性，支持 100 kSPS 采样率，适配井下钻井、高温环境监测、振动分析等极端条件下的高精度数据采集场景。

一、核心产品参数

1. 基础性能指标

• 采样与精度 ：16 位分辨率，无丢失码（14 位确保）；积分非线性（INL）±0.034% FSR，增益误差 ±0.05% FSR，增益温度漂移 ±0.3 ppm/°C，精度稳定性优异。
• 动态性能 ：SNR 典型值 90 dB（5 V 供电）/88 dB（2.7 V 供电），THD 低至 - 86 dB，无杂散动态范围（SFDR）86 dB；输入噪声 20 μVrms，抗干扰能力强。
• 输入与参考 ：差分输入范围 0V_REF（V_REF 0.5V_CC），输入电容 45 pF，泄漏电流 1 nA；支持外部参考电压，参考输入电阻 5 GΩ，适配低噪声基准源。
• 功耗与供电 ：单电源供电（2~5.25 V），100 kSPS 时功耗 3.8 mW（2.7 V）/8.5 mW（5 V），10 kSPS 时低至 100 μA，掉电模式功耗仅 6 μA，微功耗特性突出。

2. 环境与封装

• 工作温度：-55°C 至 210°C，支持极端高温环境，满足工业特种场景需求；
• 封装形式：8 引脚陶瓷 CFP 封装（HKJ/HKQ 型号），裸片（KGD 型号）可选，符合 RoHS 标准，引脚镀层为金（部分型号），无 MSL 等级限制（陶瓷封装）；
• ESD 防护：未明确标注具体数值，但陶瓷封装与高温优化设计确保工业操作可靠性。

二、关键功能特性

1. 极端环境适配

• 高温优化：采用 0.6μm CMOS 工艺，经过高温特性优化，在 210°C 下仍能保持稳定性能，支持井下、高温工业炉等极端场景。
• 宽压兼容：供电电压 2~5.25 V，可灵活适配不同供电系统；数字输入支持 5.5 V 逻辑电平，无需电平转换即可对接主流控制器。

2. 低功耗与灵活控制

• 功耗自适应：功耗随采样率线性调整，低采样率场景下可通过自动进入掉电模式降低能耗；支持 “短周期” 操作，可提前终止转换以进一步减少功耗。
• 电源管理：CS/SHDN 引脚复用芯片选择与掉电控制，高电平时进入深度掉电模式，低电平时启动转换，控制逻辑简洁。

3. 接口与采样设计

• 串行接口：兼容 SPI/SSI 协议，3 线制接口（DCLOCK、DOUT、CS/SHDN），数据以二进制补码格式 MSB 优先输出，无流水线延迟，实时性强。
• 采样特性：转换时间 16 个时钟周期，采集时间 4.5 个时钟周期；时钟频率范围 24 kHz~2.4 MHz，可通过外部时钟精准调整采样率。

三、应用与设计要点

1. 典型应用场景

• 极端环境监测：井下钻井数据采集、高温设备状态监测、航空航天高温区域传感；
• 工业测控：振动 / 模态分析、声学检测、动态应变片信号转换、多通道数据采集系统；
• 特种设备：高温压力传感器、隔离式数据采集模块、电池供电高温监测终端。

2. 硬件设计建议

• 供电与去耦 ：V_CC 引脚就近放置 0.1 μF 陶瓷电容 + 110 μF 滤波电容，搭配 510 Ω 串联电阻，抑制电源噪声；模拟地与数字地单点连接，远离高频数字电路。
• 参考电路：外部参考电压需搭配 0.1 μF 去耦电容，推荐使用低噪声基准源（如 REF50xx 系列）；参考电压越低，需加强布局抗干扰设计，避免噪声影响精度。
• 输入电路：差分输入信号线短路径、等长度布线，减少寄生参数；信号源需能在 4.5 个时钟周期内为 45 pF 输入电容充电至 16 位精度，高阻抗信号源需搭配缓冲运放（如 OPA627）。
• 高温防护：PCB 布局需考虑高温下的热膨胀匹配，避免焊点应力；裸片型号需按规范进行封装与散热设计，确保 210°C 下长期可靠性。

3. 软件与配置

• 采样率控制：通过外部时钟频率调整采样率（时钟频率 = 24× 采样率），最高支持 100 kSPS，低采样率场景可降低时钟频率进一步节能。
• 数据读取：CS 引脚拉低启动转换，DCLOCK 同步数据输出，16 位数据 MSB 优先，支持部分位读取（短周期模式），适配不同精度需求。
• 模式切换：转换完成后 CS 引脚拉高进入掉电模式，无需额外控制信号，简化系统功耗管理。

四、产品优势与选型适配

• 核心优势：相比普通 ADC，具备 - 55°C~210°C 宽温工作能力，兼顾低功耗（掉电 6 μA）与高精度，陶瓷封装与裸片选项适配特种安装需求。
• 选型建议：井下钻井、高温设备监测等极端温度场景优先选择；需要低功耗、高可靠性的工业振动分析、隔离式数据采集系统可充分发挥其性能。