ADS7067 技术文档总结

该ADS7067是一款小型、16位、8通道、高精度逐次逼近寄存器（SAR）模数转换器（ADC）。该ADS7067具有集成的无电容基准电压源和基准电压缓冲器，可通过减少外部元件来帮助减小整体解决方案尺寸。晶圆级芯片级封装和更少的外部元件使该器件专为空间受限的应用而设计。该器件系列包括ADS7067 （800kSPS）和ADS7066（250kSPS）速度变体。

该ADS7067具有内置偏移校准功能，可在系统的广泛工作条件下提高精度。可编程平均滤波器可实现更高分辨率的测量。ADS7067的八个通道可以单独配置为模拟输入、数字输入或数字输出，从而实现更小的系统尺寸并简化混合信号反馈和数字控制的电路设计。
*附件：ads7067.pdf

增强型SPI使ADS7067能够以较低的时钟速度实现高吞吐量，从而简化电路板布局并降低系统成本。该ADS7067具有用于数据读写作和上电配置的循环冗余校验（CRC）。

特性

• 选择方案：
  • 1.636mm × 1.636mm DSBGA 和 3mm × 3mm WQFN
  • 节省空间、无电容、2.5V 内部基准电压源
• 8 个通道可配置为以下任意组合：
  • 多达 8 个模拟输入、数字输入或数字输出
• 可编程平均滤波器：
  • 用于平均的可编程样本量
  • 使用内部转化进行平均
  • 平均输出的 20 位分辨率
• 带通道定序器的低泄漏多路复用器：
  • 手动模式
  • 即时模式
  • 自动排序模式
• 优异的交流和直流性能：
  • 信噪比：90dB，总谐波扰：–100dB
  • 通过可编程平均滤波器提高信噪比
  • INL：±1LSB，16位无缺失码
  • 内部校准可改善偏移和漂移
  • 高采样率，无延迟输出：800kSPS
• 工作范围广：
  • ADC输入范围：0V至VREF和2 × VREF
  • 模拟电源：3V至5.5V
  • 数字电源：1.65V至5.5V
  • 温度范围：–40°C 至 +125°C
• 增强型SPI数字接口：
  • 高速、60MHz SPI 接口

参数

方框图

一、产品核心定位

ADS7067 是德州仪器（TI）推出的 高集成度 8 通道 16 位 SAR ADC ，主打小尺寸、高精度与多功能复用，专为空间受限的高精度信号采集场景设计。其核心优势在于 8 通道灵活配置 （模拟输入 / 数字 IO 复用）、 高动态性能 （SNR 90dB、THD -100dB）、 可编程平均滤波 （20 位分辨率输出）与 双封装选项 （1.636mm×1.636mm DSBGA/3mm×3mm WQFN），适配光模块、光线路卡、多参数患者监护仪等场景，工作温度范围 - 40°C 至 125°C，满足工业级与医疗级宽温需求，支持 1.65V-5.5V 数字供电与 3V-5.5V 模拟供电，兼容性强。

二、关键特性

1. 高精度信号采集能力

（1）16 位 SAR ADC 核心

• 高动态性能 ：典型 SNR 85.3dB（2kHz 输入，2.5V 内参）、THD -97dB，无失码 16 位分辨率，微分非线性（DNL）±0.4LSB、积分非线性（INL）±1LSB，支持 0V 至 V_REF（2.5V 内参）或 0V 至 2×V_REF（5V 外参）输入范围，适配微弱信号（如光模块 PD 电流转换电压）与宽幅信号采集。
• 偏移校准与漂移优化 ：内置偏移校准功能，校准后偏移误差 ±0.5LSB，温度漂移 ±0.6ppm/°C；增益误差 ±0.01% FSR，温度漂移 ±0.5ppm/°C，确保宽温环境下精度稳定。

（2）可编程平均滤波

• 分辨率提升 ：支持 2-128 倍过采样（OSR），通过平均滤波输出 20 位高精度数据，适配医疗监护仪等对分辨率要求极高的场景；滤波配置对所有通道生效，支持手动 / 自动序列模式下的内部触发采样，无需外部干预。
• 采样速率灵活 ：最高采样速率 800kSPS，支持内部振荡器控制采样周期，可通过寄存器配置 CLK_DIV 实现 31.25kSPS-666.67kSPS 可调，平衡精度与速度需求。

2. 8 通道多功能复用

• 模拟 / 数字双模式 ：8 路通道（AIN0-AIN7）可独立配置为模拟输入（默认）或 GPIO（数字输入 / 输出），GPIO 支持推挽 / 开漏驱动模式，减少外围芯片数量，简化光模块等场景的混合信号控制设计。
• 低泄漏多路复用器 ：集成低泄漏 MUX，通道间串扰 - 110dB（10kHz 输入），输入电容 30pF，减少通道切换时的电荷注入噪声，确保多通道采集精度。

3. 灵活参考与接口设计

（1）内外参考双选项

• 内部参考 ：集成 2.5V 无电容（capless）参考源，温度漂移 6-19ppm/°C，REF 引脚需并联 1μF-10μF decoupling 电容，简化电路设计；支持外部参考输入（2.4V 至 AVDD），5V 外参时可实现更高 SNR（87.7dB）。
• 电源抑制 ：电源抑制比（PSRR）低至 - 120dB（10kHz），减少电源噪声对采集精度的影响，适配多电源域复杂系统。

（2）增强型 SPI 接口

• 高速与兼容 ：支持 60MHz SPI 时钟，兼容 4 种 SPI 协议（CPOL/CPHA 组合），首帧默认 SPI-00，后续可配置；支持菊花链模式，多芯片级联时仅需 1 组 SPI 总线，简化多通道系统布线。
• 数据安全与格式 ：集成 CRC-8 校验（多项式 X⁸+X²+X+1），覆盖数据读写与上电配置，检测通信错误；输出数据支持 16 位（无滤波）/20 位（滤波），可附加 4 位通道 ID 或状态标志，适配不同后端处理需求。

4. 诊断与防护功能

• 内置测试模式 ：支持 “位游走测试（Bit-Walk）” 与 “固定电压测试（1.8V 典型值）”，Bit-Walk 模式通过内部 DAC 生成测试电压校准 ADC 位决策，固定电压模式将 AIN6 接入内测试电压，用于器件自诊断，提升医疗设备等场景的可靠性。
• ESD 防护 ：所有引脚支持 ±2000V 人体放电模型（HBM）、±500V 带电器件模型（CDM）防护，避免静电损坏；电源与输入引脚过压保护（AIN 引脚范围 GND-0.3V 至 AVDD+0.3V），提升系统 robustness。

三、典型应用场景

1. 光模块信号监测 ：8 通道可配置为模拟输入，采集光模块中光电二极管（PD）的电流转换电压（mV 级），通过 16 位精度量化光接收功率，支持 LOS（信号丢失）检测；部分通道复用为 GPIO，控制光模块激光二极管（LD）使能，简化外围电路。
2. 多参数患者监护仪 ：通过平均滤波输出 20 位高精度数据，采集心率、血氧、血压等微弱生理信号，THD -97dB 确保信号无失真；宽温范围（-40°C 至 125°C）适配不同环境，GPIO 可用于传感器校准触发。
3. 光线路卡状态采集 ：多通道同时采集线路卡中不同光通道的功率、温度等参数，SPI 菊花链模式支持多 ADC 级联，实现高密度线路卡的集中监测；小尺寸 DSBGA 封装适配线路卡紧凑布局。

四、器件信息与订购参数

1. 基础器件信息

型号	通道配置	分辨率	采样速率	封装类型	主体尺寸	工作温度范围	核心配置
ADS7067	8 通道（AIN/GPIO 复用）	16 位（滤波后 20 位）	800kSPS	DSBGA（YBH，16 引脚）/WQFN（RTE，16 引脚）	1.636mm×1.636mm/3mm×3mm	-40°C 至 125°C	16 位 SAR ADC+8 通道 MUX + 内参

2. 订购选项详情

可订购器件	状态	封装类型	每盘数量（SPQ）	载体类型	RoHS 合规	引脚镀层	湿度敏感等级（MSL）	器件标识
ADS7067IRTER	现役（Active）	16 引脚 WQFN（RTE）	5000	大卷带（LARGE T&R）	是	NIPDAU（无铅）	1 级 - 260°C - 无限制	7067
ADS7067IRTER.A	现役（Active）	16 引脚 WQFN（RTE）	5000	大卷带（LARGE T&R）	是	NIPDAU	1 级 - 260°C - 无限制	7067
ADS7067IYBHR	现役（Active）	16 引脚 DSBGA（YBH）	3000	大卷带（LARGE T&R）	是	SNAGCU（锡银铜）	1 级 - 260°C - 无限制	ADS7067
ADS7067IYBHR.A	现役（Active）	16 引脚 DSBGA（YBH）	3000	大卷带（LARGE T&R）	是	SNAGCU	1 级 - 260°C - 无限制	ADS7067
ADS7067IYBHT	现役（Active）	16 引脚 DSBGA（YBH）	250	小卷带（SMALL T&R）	是	SNAGCU	1 级 - 260°C - 无限制	ADS7067
ADS7067IYBHT.A	现役（Active）	16 引脚 DSBGA（YBH）	250	小卷带（SMALL T&R）	是	SNAGCU	1 级 - 260°C - 无限制	ADS7067

五、核心功能模块

1. 8 通道复用接口模块

• 通道配置 ：通过 PIN_CFG 寄存器将每路通道配置为模拟输入（0b）或 GPIO（1b）；GPIO 通过 GPIO_CFG 寄存器设置输入（0b）/ 输出（1b）方向，GPO_DRIVE_CFG 配置推挽（1b）/ 开漏（0b）驱动，GPO_OUTPUT_VALUE/GPI_VALUE 寄存器控制输出电平 / 读取输入电平，实现 “采集 + 控制” 一体化。
• MUX 与采样 ：模拟通道经 MUX 选通后接入 ADC 采样电容（30pF），采集阶段开关闭合充电，转换阶段断开；支持低噪声采样，输入泄漏电流小，适配高阻抗传感器（如光模块 PD）。

2. ADC 与滤波模块

• SAR 转换 ：内部振荡器控制转换时序，转换时间 950ns，采样周期可通过 CLK_DIV 配置（31.25kSPS-666.67kSPS）；支持偏移校准（CAL 位触发），校准后自动清零 CAL 位，可通过轮询判断校准完成。
• 平均滤波 ：OSR_CFG 寄存器配置 2-128 倍过采样，内部自动完成 N 次采样平均，输出 20 位数据；滤波模式下，首帧由外部触发，后续 N-1 次采样内部触发，减少 SPI 通信开销。

3. 参考与电源模块

• 参考电路 ：内参 2.5V（EN_REF=1b 使能），需 REF 引脚并联 1μF decoupling 电容；外参支持 2.4V 至 AVDD，推荐搭配 REF60xx 系列高稳参考源，提升动态性能（5V 外参时 SNR 达 87.7dB）。
• 电源管理 ：模拟供电（AVDD）3V-5.5V，数字供电（DVDD）1.65V-5.5V，需分别并联 1μF 陶瓷电容滤波；电源抑制比高，减少跨域噪声串扰。

4. 通信与诊断模块

• SPI 接口 ：4 线 SPI（CS、SCLK、SDI、SDO），支持 4 种 CPOL/CPHA 组合，最高 60MHz 时钟；菊花链模式支持多芯片级联，数据延迟 24 个 SCLK 周期，适配多通道系统。
• CRC 与诊断 ：CRC_EN=1b 启用 8 位 CRC 校验，覆盖数据读写与上电配置，CRCERR_IN flag 指示通信错误；支持 Bit-Walk 测试（BITWALK_EN=1b）与固定电压测试（VTEST_EN=1b，AIN6 接入 1.8V 内测试电压），用于器件功能验证。