ADS7057 14位、2.5MSPS、差分输入、小尺寸、低功耗SAR ADC技术手册

ADS7057器件属于引脚兼容、高速、低功耗、单通道逐次逼近寄存器（SAR）型模数转换器（ADC）系列。该器件系列包括多种分辨率、吞吐量和模拟输入变体（器件列表见表 1）。

该ADS7057是一款14位、2.5MSPS SAR ADC，支持±AVDD范围内的全差分输入，适用于2.35 V至3.6 V范围内的AVDD。
*附件：ads7057.pdf

内部失调校准功能可在整个 AVDD 和温度工作范围内保持出色的失调规格。

该器件支持由CS和SCLK信号控制的SPI兼容串行接口。输入信号使用 CS 下降沿进行采样，SCLK 用于转换和串行数据输出。该器件支持宽数字电源范围（1.65 V 至 3.6 V），可直接连接到各种主机控制器。该ADS7057符合正常 DVDD 范围（1.65 V 至 1.95 V）的 JESD8-7A 标准。

该ADS7057采用8引脚小型X2QFN封装，额定工作范围为扩展工业温度范围（–40°C至+125°C）。该器件外形小巧，功耗极低，适用于空间受限且需要高速、高分辨率数据采集的电池供电应用。

特性

• 2.5 MSPS 吞吐量
• 小包装尺寸：
  • X2QFN-8 封装（1.5 mm × 1.5 mm）
• 全差分输入范围：±AVDD
• 工作范围广：
  • AVDD：2.35 V 至 3.6 V
  • DVDD：1.65 V 至 3.6 V（独立于 AVDD）
  • 温度范围：–40°C 至 +125°C
• 卓越的性能：
  • 14 位 NMC DNL，±0.9LSB INL
  • 2 kHz时为79.5 dB SINAD
  • 1 MHz时为77 dB SINAD
• 低功耗：
  • 3.6 mW（2.5 MSPS），3.3V AVDD
  • 160 μW（100 kSPS），3.3V AVDD
  • 100 kSPS 时为 82 μW，采用 2.5V AVDD
• 集成偏移校准
• SPI 兼容串行接口：60 MHz
• 符合 JESD8-7A 标准的数字 I/O

参数

方框图

ADS7057 是一款 14 位、2.5 MSPS 高速低功耗 SAR ADC，支持全差分输入，采用超小封装，兼具高分辨率与低功耗特性，适用于对精度、速度和尺寸有严格要求的工业与通信数据采集应用。

核心参数与特性

• 性能规格 ：14 位无失码分辨率，微分非线性（DNL）±0.3 LSB，积分非线性（INL）±0.9 LSB；信号噪声失真比（SINAD）典型值 79.3 dB（2kHz 时），无杂散动态范围（SFDR）95 dB，全功率带宽 200 MHz。
• 供电与功耗 ：模拟供电（AVDD）2.35V-3.6V，数字供电（DVDD）1.65V-3.6V（独立供电）；2.5 MSPS 时功耗 3.6 mW（3.3V AVDD），100 kSPS 时低至 160 µW，静态电流仅 0.02 µA。
• 输入与参考 ：全差分输入范围 ±AVDD，共模电压 AVDD/2±0.1V；以 AVDD 为参考电压，采样电容 16 pF，输入阻抗典型值 50 Ω。
• 接口与时序 ：SPI 兼容串行接口，SCLK 最高 60 MHz；CS 下降沿触发采样，18 个 SCLK 完成转换，转换时间 18×tSCLK，采集时间 95 ns。
• 封装与环境 ：8 引脚 1.5mm×1.5mm X2QFN 超小封装，工作温度范围 -40°C 至 +125°C，ESD 防护等级 HBM ±2000V、CDM ±1000V。

关键功能说明

• 工作模式 ：支持采集（ACQ）、转换（CNV）、偏移校准（OFFCAL）三种状态；上电后自动进入采集状态，CS 下降沿触发转换，转换后返回采集状态。
• 偏移校准 ：内置偏移校准功能，上电时需提供 24 个 SCLK 启动校准，正常工作时需 64 个 SCLK，校准后可补偿温漂与电源漂移带来的误差。
• 数据格式与传输 ：输出数据为二进制补码格式，14 位数据随 SCLK 上升沿逐位输出，MSB 先行；CS 高电平时 SDO 引脚呈高阻态。
• 输入特性 ：模拟输入引脚具备 ESD 保护，采样阶段开关闭合充电采样电容，转换阶段断开输入以保证信号稳定，支持宽共模电压范围。

典型应用场景

适用于光学编码器、声纳接收器、鱼探仪、I-Q 解调器、光线路卡与模块、热成像相机、超声波流量计、手持无线电等高速数据采集场景，可实现双路同步采样、单端信号转差分采集等功能。

应用设计要点

• 电源与去耦 ：AVDD 引脚需外接 3.3µF 低 ESR 陶瓷去耦电容，DVDD 引脚配置 1µF 电容，均靠近引脚放置，减少电源噪声耦合。
• 布局建议 ：采用独立接地平面，分离模拟与数字信号区域；模拟输入走线远离数字电路与噪声源，电荷回踢滤波器组件需贴近器件放置。
• 输入驱动 ：推荐搭配高带宽低失真运放（如 THS4551）作为输入驱动；差分输入端需配置 RC 滤波器（CFLT 建议≥320 pF），平衡稳定性与失真性能。
• 校准与时序 ：上电后必须完成偏移校准以保证精度；严格遵循时序要求，CS 下降沿至 SCLK 下降沿 setup 时间≥7 ns，SCLK 高低电平时间均不低于 0.45×tSCLK。