ADS1260 24位、40kSPS、5通道三角西格玛ADC技术手册

ADS1260和ADS1261 （ADS126x） 是精密的 40kSPS、三角积分 （ΔΣ） 模数转换器 （ADC），包括一个可编程增益放大器 （PGA）。这些器件还包括精密基准电压源和内部故障监控器。传感器就绪型ADC为最苛刻的测量（例如称重秤和电阻温度检测器（RTD））提供了高精度的单芯片解决方案。

ADC包含一个输入信号多路复用器、一个低噪声PGA（增益为1至128）、一个24位ΔΣ调制器、一个精密基准电压源和一个可编程数字滤波器。
*附件：ads1260.pdf

高阻抗PGA输入（1 GΩ）可减少由于传感器负载而导致的测量误差。该ADS1260支持三个差分或五个单端输入。该ADS1261支持5个差分或10个单端输入。集成电流源简化了 RTD 的测量。

灵活的数字滤波器可编程用于单周期稳定转换，同时提供50 Hz和60 Hz线路周期抑制。信号和参考监视器、温度传感器和 CRC 数据验证使数据可靠性更高。

ADS126x是引脚兼容器件，采用5mm×5mm VQFN封装，额定温度范围为–40°C至+125°C。

特性

• 24 位高精度 ADC
  • 失调漂移：1 nV/°C
  • 增益漂移：0.5 ppm/°C
  • 噪声：30 nV 有效值 （20 SPS，增益 = 128）
  • 线性度：2 ppm
• CMOS PGA增益：1至128
• 宽输入电压范围：±7 mV 至 ±5 V
• 数据速率：2.5 SPS 至 40 kSPS
• 2.5V 基准电压源：2 ppm/°C
• 同时提供 50 Hz 和 60 Hz 抑制模式
• 单周期建立模式
• 信号和参考监视器
• 5V 或 ±2.5V 电源
• 内部温度传感器
• 循环冗余校验 （CRC）
• 励磁电流源
• 传感器烧坏电流源
• 四个通用输入/输出 （ADS1261）
• 桥式传感器交流励磁 （ADS1261）
• 5mm × 5mm VQFN 封装

参数

方框图

ADS126x 系列是德州仪器推出的高精度 24 位 ΔΣ 模数转换器（ADC），核心优势为超低漂移、高输入阻抗与丰富的传感器适配功能，集成可编程增益放大器（PGA）、激励电流源与多种校准模式，适用于称重秤、RTD 温度测量、PLC 模拟输入模块等高精度数据采集场景。

一、核心产品特性与参数

1. 分辨率与精度

• 分辨率为 24 位无丢失码，积分非线性误差（INL）最大 ±15 ppm FSR，线性度达 2 ppm，精度表现卓越。
• 漂移特性优异：偏移漂移低至 1 nV/°C，增益漂移 0.5 ppm/°C，参考源温漂（B 级型号）最大 12 ppm/°C，长期稳定性强。
• 噪声性能：20 SPS、增益 128 时输入参考噪声仅 30 nV RMS，信噪比（SNR）随配置优化，适配低信号电平传感器。

2. 通道与输入配置

• 通道规格：ADS1260 支持 5 路单端 / 3 路差分输入，ADS1261 支持 10 路单端 / 5 路差分输入，满足多通道采集需求。
• 输入范围：±7 mV~±5 V（随 PGA 增益可调），输入阻抗 1 GΩ（PGA 模式），适配应变片、热电偶、RTD 等多种传感器。
• PGA 增益：1~128 可编程，支持旁路模式，扩展输入电压至模拟电源范围。

3. 采样速率与滤波

• 采样速率：2.5 SPS40 kSPS 可调，支持 Sinc1Sinc5 及 FIR 滤波模式，FIR 模式可同时抑制 50 Hz/60 Hz 工频干扰。
• 滤波特性：Sinc 滤波器通过调整阶数平衡噪声与响应速度，FIR 模式实现单周期稳定转换，适配不同动态响应需求。

4. 电源与环境

• 电源配置：模拟电源（AVDD/AVSS）支持单 5V 或 ±2.5V 双极性供电，数字电源（DVDD）2.7V5.25V，功耗 3.8 mA6.5 mA（PGA 模式），低功耗特性突出。
• 工作温度范围 - 40°C~+125°C，采用 5mm×5mm 32 引脚 VQFN 封装，焊球材质 NIPDAU，符合 RoHS 标准，MSL 等级 3（260°C 峰值回流，168 小时存储）。

二、关键功能与优势

1. 传感器适配功能

• 集成两路可编程激励电流源（IDAC1/IDAC2），电流范围 50 µA~3000 µA，支持 RTD、桥式传感器供电，匹配误差 ±0.1%。
• 具备传感器烧断检测电流源（0.05 µA~10 µA），可诊断传感器开路故障，保障系统可靠性。
• 支持 2 线 / 4 线 AC 激励模式（仅 ADS1261），抵消引线电阻与偏移误差，优化桥式传感器测量精度。

2. 校准与补偿

• 提供自校准（SFOCAL）、系统校准（SYOCAL）、增益校准（GANCAL）三种模式，支持 24 位偏移与满量程校准寄存器，可补偿系统误差。
• 支持斩波模式（Chop Mode），进一步降低偏移与 1/f 噪声，提升超低电平信号测量精度。

3. 辅助功能

• 内置 2.5V 参考源（输出电流 ±10 mA），支持外部参考输入，参考电压监测功能可检测异常状态。
• 集成内部温度传感器（精度 ±0.5°C），支持电源电压回读，便于系统状态监控。
• 支持循环冗余校验（CRC），保障数据传输可靠性，配备 4 路 GPIO（仅 ADS1261），可实现 AC 激励驱动或通用 I/O 功能。

三、典型应用场景

1. 核心应用领域

• 温度测量：3 线 / 4 线 RTD（如 Pt100）温度采集，通过双电流源补偿引线电阻误差，测量范围 20 Ω~400 Ω。
• 称重与应变测量：桥式传感器信号采集，AC 激励模式抵消零点漂移，适配高精度称重秤、应变仪。
• 工业自动化：PLC 模拟输入模块、过程分析仪器，多通道同步采集，兼容多种工业传感器。

2. 典型应用电路

• RTD 温度测量电路 ：采用 500 µA 激励电流源，通过参考电阻生成 ratiometric 参考电压，双电流源补偿引线电阻，PGA 增益 8，采样速率 20 SPS，测量误差 <±0.02 Ω。
• 桥式传感器采集电路 ：ADS1261 的 AC 激励模式驱动桥式传感器，GPIO 提供切换信号，FIR 滤波抑制工频干扰，满量程误差 < 0.1%。

四、型号差异与订购信息

1. 核心型号差异

型号	通道配置（单端 / 差分）	参考源等级	额外功能
ADS1260B	5/3	B 级（12 ppm/°C）	-
ADS1261	10/5	标准级（40 ppm/°C）	4 路 GPIO、AC 激励
ADS1261B	10/5	B 级（12 ppm/°C）	4 路 GPIO、AC 激励

2. 订购与封装

• 主要型号：ADS1260BIRHBR（3000 片 / 大卷带）、ADS1261BIRHBT（250 片 / 小卷带），B 级型号为高精度版本。
• 封装统一为 32 引脚 VQFN（5mm×5mm），底部带散热焊盘，需连接 PCB 接地平面优化散热，适配高密度布局。

五、设计与使用建议

1. 电源与布局

• 电源 decoupling：模拟电源引脚就近放置 0.1 µF 陶瓷电容与 10 µF 电解电容，数字与模拟电源分开布线，减少干扰。
• 布局原则：模拟输入 traces 短且对称，远离数字时钟信号，CAPP/CAPN 引脚外接 4.7 nF C0G 电容，优化抗混叠滤波效果。

2. 校准与配置

• 上电后建议执行系统校准，低速率场景启用斩波模式，工频干扰环境优先选择 FIR 滤波，确保 50 Hz/60 Hz 抑制效果。
• 多通道切换时，预留足够的建立时间，避免通道串扰，高增益模式下需控制输入信号幅度，防止 PGA 过载。

3. 传感器接口

• 连接高阻抗传感器时，避免长导线，必要时添加 RC 滤波网络；RTD 测量需匹配激励电流与参考电阻精度，减少比例误差。
• 启用烧断检测功能时，注意电流源对测量偏移的影响，可通过校准抵消误差。