ADS125H02 宽输入范围高精度 ΔΣ ADC 技术参数与应用总结

该ADS125H02是一款±20V输入、24位、三角积分（ΔΣ）模数转换器（ADC）。该ADC具有低噪声可编程增益放大器（PGA）、内部基准电压源、时钟振荡器以及信号或基准超出范围监视器。

与分立式解决方案相比，将宽输入范围、±18V PGA 和 ADC 集成到单个封装中，可减少高达 50% 的电路板面积。
*附件：ads125h02.pdf

0.125 至 128 的可编程增益（对应于 ±20 V 至 ±20 mV 的等效输入范围），无需外部衰减器或外部增益级。1GΩ 最小输入阻抗可减少传感器负载引起的误差。此外，低噪声和低漂移性能允许直接连接到电桥、电阻温度检测器 （RTD） 和热电偶传感器。

数字滤波器可衰减 50 Hz 和 60 Hz 线路周期噪声，数据速率≤ 50 SPS 或 60 SPS，以减少测量误差。该滤波器还提供无延迟转换数据，以在通道排序期间实现高数据吞吐量。

该ADS125H02采用5mm×5mm VQFN封装，在–40°C至+125°C温度范围内完全额定。

特性

• ±20V 输入、24 位 Δ-Σ ADC
• 可编程数据速率：2.5 SPS至40 kSPS
• 高压、高阻抗 PGA：
  • 差分输入范围：高达 ±20 V
  • 可编程增益：0.125 至 128
  • 共模输入电压：高达 ±15.5 V
  • 输入阻抗：1 GΩ（最小值）
• 高性能ADC：
  • 输入噪声：45 nV 有效值 （20 SPS）
  • CMRR：105 分贝
  • 50 Hz、60 Hz 时的正常模式抑制：95 dB
  • 失调漂移：5 nV/°C
  • 增益漂移：1 ppm/°C
  • INL：2 ppm
• 集成功能和诊断：
  • 2.5V 基准电压源：3 ppm/°C 漂移
  • 时钟振荡器：2.5%误差（最大值）
  • 励磁电流源
  • GPIO 驱动外部多路复用器
  • 信号和参考电压监控器
  • 循环冗余校验 （CRC）
• 电源：
  • AVDD：4.75 V 至 5.25 V
  • DVDD：2.7 V 至 5.25 V
  • HVDD：±5 V 至 ±18 V
• 工作温度：–40°C 至 +125°C
• 5mm × 5mm VQFN 封装

参数

方框图

ADS125H02 是德州仪器推出的 24 位宽输入范围 ΔΣ ADC，核心优势是 ±20V 高压输入、可编程增益及低漂移特性，专为工业 PLC、测试测量及传感器信号采集场景设计。

一、核心参数与性能特性

1. 分辨率与精度 ：24 位分辨率（无失码），INL 最大 ±4 ppm FSR，偏移漂移低至 5 nV/°C，增益漂移 1 ppm/°C；20 SPS 时输入噪声 45 nVₙₘₛ，CMRR 达 105 dB，50/60 Hz 工频抑制比 95 dB。
2. 输入与增益 ：支持 ±20V 差分输入、±15.5V 共模输入，输入阻抗≥1 GΩ；可编程增益 0.125-128 倍，对应输入范围 ±20V 至 ±19.5 mV，无需外部衰减 / 放大电路。
3. 采样与滤波 ：采样率 2.5 SPS-40 kSPS，支持 Sinc1-Sinc5 及 FIR 滤波；FIR 模式可同时抑制 50/60 Hz 干扰，Sinc 滤波可优化延迟与噪声平衡。
4. 核心功能 ：内置 2.5 V 基准源（温漂 3 ppm/°C）、温度传感器（精度 ±2.5°C）；集成两路可编程激励电流源（50 µA-3 mA）、4 路 GPIO（可驱动外部多路器）；具备 PGA 过载监测、参考电压监测及 CRC 数据校验功能。
5. 供电与接口 ：高压电源 ±5V-±18V（或单端 10V-36V），模拟电源 4.75V-5.25V，数字电源 2.7V-5.25V；SPI 兼容接口，支持 CS1/CS2 双片选，DOUT/DRDY 引脚兼具数据输出与就绪指示功能。

二、应用场景

适用于工业 PLC 模拟输入模块（电压 / 电流信号）、热电偶 / RTD 温度测量、电池测试、高端电流检测、高共模电压信号采集等工业及测试测量场景。

三、封装与订购信息

• 采用 5mm×5mm 32 引脚 VQFN 封装，带裸露热焊盘。
• 量产型号包括大卷带（3000 片 / 卷）和小卷带（250 片 / 卷）包装，符合 RoHS 标准，引脚镀层为 NIPDAU。
• MSL 等级 3，峰值回流温度 260°C，工作温度 - 40°C 至 125°C，满足宽温工业环境要求。

四、设计与支持建议

1. 硬件设计要点 ：电源去耦需在 HV_AVDD/HV_AVSS 引脚就近放置 0.1 µF+1 µF 电容，AVDD/DVDD 引脚搭配 10 µF+0.1 µF 电容；CAPP/CAPN 引脚需外接 1 nF C0G 电容优化抗混叠滤波；参考引脚 REFOUT 需接 10 µF 滤波电容。
2. 布局规范 ：PCB 需划分模拟与数字区域，数字迹线远离模拟输入及基准引脚；热焊盘需焊接至地平面，降低热阻；模拟地与数字地单点连接，避免串扰。