ADS8584S 技术文档核心内容总结

该ADS8584S器件是一个4通道集成数据采集（DAQ）系统，基于同步采样、16位逐次逼近（SAR）模数转换器（ADC），每通道最大工作频率为330 kSPS。该器件为每个通道提供完整的模拟前端，包括一个具有1 MΩ高输入阻抗的可编程增益放大器（PGA）、输入钳位、低通滤波器和一个ADC输入驱动器。该器件还具有一个低漂移的精密基准电压源，带有一个缓冲器来驱动ADC。支持串行、并行和并行字节通信的灵活数字接口使该器件能够与各种主机控制器一起使用。

该ADS8584S可配置为使用单个 5V 电源接受 ±10V 或 ±5V 真双极性输入。高输入阻抗允许直接与传感器和变压器连接，从而无需外部驱动电路。该器件的高性能和准确性以及零延迟转换也使该ADS8584S成为许多工业自动化和控制应用的绝佳选择。
*附件：ads8584s.pdf

特性

• 16位ADC，集成模拟前端
• 同时采样：4通道
• 引脚可编程双极性输入：±10 V和±5 V
• 高输入阻抗：1 MΩ
• 5V 模拟电源：2.3V 至 5V 数字电源
• 具有 7kV ESD 的过压输入钳位
• 低漂移片内基准电压源 （2.5 V） 和缓冲器
• 卓越的性能：
  • 每个通道的最大吞吐量为 330 kSPS
  • DNL：±0.35 LSB;INL：±0.45 LSB
  • 信噪比：96.4 dB;总谐波扰：−114 dB
• 过温性能：
  • 最大偏移漂移：3 ppm/°C
  • 增益漂移：6 ppm/°C
• 用于过采样的片内数字滤波器
• 灵活的并行、字节和串行接口
• 温度范围：–40°C 至 +125°C
• 封装：64引脚LQFP

参数

方框图

ADS8584S 是德州仪器推出的 16 位、4 通道同步采样模数转换器（ADC），集成完整模拟前端，支持单电源供电下的双极性输入，专为电网监测、工业自动化等高精度多通道数据采集场景设计。

一、产品基础信息

• 文档与版本 ：文档版本为 SBAS834A，发布于 2017 年 4 月，同月修订，包含核心特性、参数规格、功能说明、应用方案及订购信息。
• 核心定位 ：基于逐次逼近寄存器（SAR）架构，4 通道同步采样，集成可编程增益放大器（PGA）、低通滤波器、输入钳位保护及参考电压源，无需外部驱动电路即可直接连接传感器或变压器。
• 系列对比 ：同系列包含 ADS8588S（8 通道，200 kSPS）、ADS8586S（6 通道，250 kSPS），ADS8584S 为 4 通道，最高采样率 330 kSPS，通道数与采样率呈反向配置。

二、核心特性与参数

（一）精度与性能

• 分辨率与线性度 ：16 位无失码分辨率，微分非线性（DNL）典型值 ±0.35 LSB，积分非线性（INL）典型值 ±0.45 LSB，精度表现优异。
• 动态性能 ：信噪比（SNR）达 96.4 dB，总谐波失真（THD）低至 -114 dB，无杂散动态范围（SFDR）超 110 dB，支持 2-64 倍过采样，进一步提升噪声抑制能力。
• 漂移特性 ：偏移漂移典型值 0.3 ppm/°C，增益漂移典型值 6 ppm/°C，宽温范围内性能稳定。

（二）输入与信号链

• 4 通道同步采样，输入阻抗高达 1 MΩ，支持 ±10 V/±5 V 双极性输入（通过 RANGE 引脚配置），单 5 V 电源即可驱动。
• 每通道集成输入钳位保护（支持 ±15 V 过压耐受，7 kV ESD 防护）、PGA、3 阶低通滤波器（截止频率 16 kHz/24 kHz，对应 ±5 V/±10 V 输入）及 ADC 驱动电路，信号链完整。

（三）参考与接口

• 内置 2.5 V 低漂移参考电压源（温度漂移 7.5 ppm/°C），支持外部参考输入，参考缓冲器输出阻抗低，需外接 10 µF decoupling 电容。
• 接口灵活：支持并行、串行（最高 SCLK 20 MHz）、并行字节三种数据读取模式，适配不同主机控制器，通过 PAR/SER/BYTE SEL 引脚切换。

（四）功耗与工作环境

• 模拟供电（AVDD）4.75 V-5.25 V，数字供电（DVDD）2.3 V-AVDD，工作模式功耗约 10.9 mA（AVDD=5 V），待机模式 3.2 mA，关断模式仅 0.2 µA。
• 工作温度范围 -40°C 至 125°C，符合工业级标准；采用 64 引脚 LQFP 封装（10.00 mm×10.00 mm），散热性能良好。

三、关键功能模块

（一）采样与转换控制

• 支持 4 通道同步采样或 2 组双通道同步采样（通过 CONVSTA/CONVSTB 引脚控制），采集时间 1 µs，转换时间 2 µs（无过采样时），无延迟转换特性适配实时控制场景。
• 过采样模式：通过 OS [2:0] 引脚配置 2-64 倍过采样，采样率随过采样倍数成比例降低（如 64 倍过采样时，采样率降至 5.156 kSPS），同时提升 SNR 至 97.1 dB。

（二）保护与可靠性

• 输入钳位电路限制过压电流，避免器件损坏；所有引脚 ESD 防护达 ±2000 V（HBM），模拟输入引脚达 ±7000 V，抗干扰能力强。
• 支持待机（部分电路断电）和关断（全电路断电）两种低功耗模式，通过 STBY 和 RANGE 引脚组合配置，满足低功耗系统需求。

（三）数据读取与传输

• 并行接口：16 位数据总线（DB [15:0]），支持 CS 与 RD 引脚绑定或独立控制，最高传输速率适配 330 kSPS 采样率。
• 串行接口：通过 DOUTA/DOUTB 双引脚输出，支持单引脚或双引脚同时传输，双引脚模式可将数据传输时间缩短一半，提升 throughput。
• 字节模式：分高低字节两次读取 16 位数据，适配 8 位数据总线系统。

四、典型应用与设计要点

（一）典型应用场景

• 电网监测与保护继电器、多相电机控制、工业自动化系统、多通道数据采集设备（DAQ）。

（二）设计关键要点

• 电源与去耦 ：AVDD 引脚需外接 1 µF 陶瓷电容就近 decoupling 至 AGND，DVDD 外接 0.1 µF 电容；模拟地与数字地单点连接，减少干扰。
• 输入滤波 ：建议在模拟输入端添加对称 RC 低通滤波器（电阻 100 Ω-10 kΩ），抑制混叠和 EMI 干扰，同时匹配输入阻抗以保证直流精度。
• 参考配置 ：使用内部参考时，REFIN/REFOUT 引脚需外接 10 µF 电容；外部参考推荐使用 REF5025 等低漂移器件，需添加滤波电路降低参考噪声。

五、封装与订购信息

• 封装类型 ：64 引脚 LQFP 封装，引脚镀层为 NIPDAU，符合无铅标准，MSL 等级 3（260°C 峰值回流，168 小时暴露）。
• 订购型号 ：主要型号为 ADS8584SIPM（管装，160 片 / 管）、ADS8584SIPMR（卷带，1000 片 / 卷）及其衍生版本，工作温度范围 -40°C 至 125°C。

六、应用方案示例

• 电网自动化 4 通道数据采集系统：直接连接 PT/CT 互感器，通过同步采样获取电压、电流信号，支持 20 次谐波分析，SNR 达 92.75 dB，THD 为 -107 dB，满足电网参数高精度测量需求。