ADS7066 8通道、250kSPS、16位模数转换器技术手册

该ADS7066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ADS7066具有集成的无盖基准电压源和基准电压缓冲器，通过减少外部元件的需求来帮助减小整体解决方案尺寸。该器件系列包括 ADS7067 （800 kSPS） 和 ADS7066 （250 kSPS） 速度变体。

该ADS7066具有内置偏移校准功能，可在系统的广泛作条件下提高精度。可编程平均滤波器可实现更高分辨率的测量。ADS7066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，从而简化混合信号反馈和数字控制的电路设计。

增强型SPI使ADS7066能够在较低的时钟速度下实现高吞吐量，从而简化电路板布局并降低系统成本。该ADS7066具有用于数据读写作和上电配置的循环冗余校验 （CRC）。
*附件：ads7066.pdf

特性

• 小解决方案尺寸：
  • DSBGA 和 WQFN 封装
  • 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、动态模式和自动序列模式
• 优异的交流和直流性能：
  • 信噪比：91.9 dB，总谐波扰：–100 dB
  • 通过可编程平均滤波器提高信噪比
  • INL：±1 LSB，16 位无缺失码
  • 内部校准可改善偏移和漂移
  • 250 kSPS 采样率，无延迟
• 工作范围广：
  • ADC 输入范围：0 V 至 V REF 和 2 × V REF
  • 模拟电源：3 V 至 5.5 V
  • 数字电源：1.65 V 至 5.5 V
  • 温度范围：–40°C 至 +125°C
• 增强型SPI数字接口：
  • 高速、60 MHz SPI

参数

方框图

ADS7066 是德州仪器推出的 16 位、8 通道、250 kSPS 逐次逼近型模数转换器（SAR ADC），核心优势为多功能引脚配置、可编程平均滤波、高集成度及优异的交直流性能，适配空间受限的混合信号采集场景。

核心参数与特性

1. 基础性能：分辨率 16 位，无丢失码；采样率 250 kSPS，无延迟；INL 最大 ±4 LSB（典型 ±1 LSB），DNL 最大 ±0.75 LSB，DC 精度出色。
2. 信号性能：2 kHz 输入时 SNR 达 91.9 dB（5 V 参考）、THD 低至 - 100 dB，SFDR 典型值 101 dB；通道间隔离串扰 - 110 dB，抗干扰能力强。
3. 输入与参考：支持 0 V 至 VREF 或 2×VREF 单极性输入，内置 2.5 V 无电容参考源（温度漂移典型 6 ppm/°C），也可外接 2.4 V-AVDD 参考电压。
4. 供电与环境：模拟供电 3 V-5.5 V，数字供电 1.65 V-5.5 V；工作温度范围 - 40°C 至 + 125°C，提供 16 引脚 DSBGA（1.636mm×1.636mm）和 WQFN（3mm×3mm）两种小尺寸封装。

核心功能模块

• 多功能引脚：8 个通道可独立配置为模拟输入、数字输入或数字输出（GPIO），GPIO 支持推挽 / 开漏驱动模式，简化混合信号系统设计。
• 信号处理：内置可编程平均滤波器，支持 2-128 倍过采样（OSR），输出分辨率最高 20 位，提升低速场景下的噪声性能。
• 数字接口：增强型 SPI 接口，支持 60 MHz 最高时钟频率，兼容 4 种 SPI 协议（SPI-00/01/10/11），支持菊花链模式和循环冗余校验（CRC），提升数据传输可靠性。
• 工作模式：支持手动、即时（On-the-fly）、自动序列和自主四种转换模式，通道序列器可灵活配置扫描通道，降低主机开销。
• 校准与诊断：内置偏移校准功能，支持位游走测试和固定电压测试两种诊断模式，便于系统自检。

应用场景

适用于光模块、光线路卡、多参数患者监护仪等设备，尤其适配需要多通道数据采集、混合信号控制且对 PCB 空间要求苛刻的工业及医疗电子场景。

设计要点

1. 输入驱动：建议搭配低噪声、高带宽运算放大器（如 OPA325），配置 RC 电荷回馈滤波器（CFLT≥600 pF，RFLT 推荐 133.5 Ω 左右），平衡采样电荷注入与放大器稳定性。
2. 供电设计：模拟电源（AVDD）与数字电源（DVDD）独立供电，就近放置 1 µF 陶瓷去耦电容，减少噪声耦合；电源抑制比（PSRR）在低频段表现优异。
3. 布局规范：模拟信号与数字线路分开布线，参考引脚（REF）的去耦电容靠近器件放置，避免过孔；热焊盘需连接至 PCB 地平面，优化散热。
4. 配置要点：上电默认所有通道为模拟输入，可通过寄存器配置 GPIO 功能；启用平均滤波时，需根据采样数调整转换时间，确保数据完整性；CRC 功能可通过寄存器开启，提升接口抗干扰能力。