ADS1209 双通道 ΔΣ 调制器产品手册总结

该ADS1209是一款双通道高性能三角西格玛（delta-sigma）调制器，动态范围为86dB，使用单一+5V电源。差分输入非常适合在工业环境中直接连接到信号源。通过适当的数字滤波器和调制速率，该设备可用于实现16位模拟到数字（A/D）转换，且无缺失代码。在数字滤波带宽20kHz、调制速率10MHz下，可获得14位的有效精度。该ADS1209设计用于高分辨率测量应用，包括电流测量、工业过程控制和解析器。它采用TSSOP-24封装，并规定可在-40°C至+105°C的环境温度范围内运行。
*附件：ads1209.pdf

特性

• 16位分辨率
• 13位线性性
• ±2.3V指定输入电压范围
• 内部参考电压：2%
• 增益误差：0.5%
• 两个独立的Delta-Sigma调制器
• 两个输入参考缓冲区
• 片上振荡器
• 可选择的内部或外部时钟
• 指定温度范围：–40°C至+105°C
• TSSOP-24 套件
• 应用
  • 电机控制
  • 电流测量
  • 解析 器
  • 工业过程控制
  • 仪表

参数

方框图

一、产品核心概述

ADS1209 是德州仪器推出的双通道高性能 ΔΣ（delta-sigma）调制器，采用单 + 5V 供电，核心优势为 16 位分辨率、86dB 动态范围及独立双调制器设计，支持内部或外部时钟选择，适用于工业控制、电机控制、电流测量等中高分辨率信号采集场景，工作温度范围为–40°C 至 + 105°C，封装形式为 TSSOP-24。

二、关键特性与规格

1. 核心性能参数

• 分辨率与线性度 ：16 位分辨率，13 位线性度；积分非线性误差（INL）最大 ±8 LSB，微分非线性误差（DNL）范围–1 至 + 1 LSB，无失码；输入失调误差典型值 ±1.5 mV，增益误差最大 ±0.5% FSR。
• 信号性能 ：满量程差分输入电压范围 ±VREFIN（内部参考电压 2.5V，指定范围 ±2.3V）；信噪比（SNR）典型值 90 dB，无杂散动态范围（SFDR）典型值 86 dB，总谐波失真（THD）典型值–85 dB；共模抑制比（CMRR）直流时达 108 dB，40kHz 时达 117 dB。
• 时钟与功耗 ：内部 RC 振荡器时钟频率典型值 10 MHz（–40°C 至 + 105°C 范围 7.8–12 MHz），外部时钟支持 1–24 MHz；模拟供电电流（AVDD）典型值 17 mA（内部时钟），功耗典型值 67.5 mW（5V 供电、内部时钟）。

2. 核心功能

• 集成两个独立二阶 ΔΣ 调制器，配备专用参考电压输入（REFINA/REFINB）和输入缓冲器，通道间隔离度达 100 dB。
• 内置 2.5V 参考电压输出（REFOUT），精度 ±2%，温度漂移典型值 ±20 ppm/°C，支持外部参考电压输入（0.5–2.6V）。
• 数字输出为 1 位比特流，需搭配外部数字滤波器（如 Sinc³ 滤波器）实现高分辨率模数转换， oversampling ratio（OSR）可在 16–256 间选择，OSR=256 时动态范围超 86 dB。

三、封装与引脚

1. 封装信息

采用 TSSOP-24 封装，卷盘包装（ADS1209SPWR）数量为 2000 片，管装（ADS1209SPW）数量为 60 片，符合 RoHS 标准，MSL 等级 2（260°C 回流焊，1 年保质期）。

2. 关键引脚功能

• 电源与地：AVDD（模拟供电，标称 5V，需 0.1µF 电容去耦）、BVDD（I/O 缓冲供电，2.7–5.5V）、AGND（模拟地）、BGND（数字地）。
• 信号输入：CHA+/CHA–、CHB+/CHB–（双通道全差分模拟输入）；REFINA/REFINB（通道 A/B 参考电压输入）。
• 时钟与控制：CLKSEL（时钟选择，高电平用内部时钟，低电平用外部时钟）、CLKIN（外部时钟输入）、CLKOUT（比特流时钟输出）。
• 数据输出：OUTA/OUTB（通道 A/B 调制器比特流输出）；REFOUT（内部参考电压输出，需 0.1µF 电容去耦）。

四、应用场景与设计支持

1. 典型应用

• 电机控制、电流测量、旋转变压器信号处理、工业过程控制及精密仪器仪表。
• 支持单端和差分两种输入连接方式，可搭配 FPGA、ASIC 或 TI AMC1210 实现数字滤波功能。

2. 设计资源

• 时钟配置 ：内部时钟默认 20MHz（分频后 10MHz 调制器时钟），外部时钟可灵活调整调制器速率（500kHz–12MHz）。
• 滤波方案 ：推荐使用 Sinc³ 滤波器，OSR 越高精度越好但数据率越低；过流保护等高速响应场景可选用 Sinc² 或 Sincfast 滤波器。
• 布局指南 ：模拟与数字地平面独立划分，在芯片下方单点连接；所有供电引脚就近配置 0.1µF 陶瓷去耦电容，可并联 1µF 和 10µF 电容优化降噪；避免电源开启前输入信号存在，必要时串联电阻限制输入电流至 10mA。

五、可靠性与订单信息

• ESD 防护等级：人体模型（HBM）±2000V，带电设备模型（CDM）±500V，具备完善的静电防护能力。
• 可订购型号包括 ADS1209SPW（管装）、ADS1209SPWR（卷盘装）等，均支持–40°C 至 + 105°C 工作温度，引脚标识为 ADS1209。