ADS124S0x 系列高精度 24 位 ADC 核心信息总结

ADS124S06和ADS124S08是精密的 24 位 Δ-Σ 模数转换器 （ADC），具有低功耗和许多集成功能，可降低测量小信号传感器应用中的系统成本和元件数量。

这些ADC具有可配置的数字滤波器，可提供低延迟转换结果和50Hz或
60Hz抑制，适用于嘈杂的工业环境。低噪声、可编程增益放大器（PGA）提供1至128的增益范围，可放大电阻桥或热电偶应用的低电平信号。此外，这些器件还集成了低漂移的2.5V基准电压源，可减少印刷电路板（PCB）面积。最后，两个可编程激励电流源（IDAC）可实现简单、准确的RTD偏置。
*附件：ads124s06.pdf

输入多路复用器支持12个输入用于ADS124S08,6个输入用于ADS124S06，可以任意组合连接到ADC，以实现设计灵活性。此外，这些器件还包括传感器烧坏检测、热电偶电压偏置、系统监控和四个通用I/O等功能。

这些器件采用无引脚VQFN-32或TQFP-32封装。

特性

• 低功耗：低至 280 μA
• 低噪声 PGA：19 nV有效值增益 = 128
• 可编程增益：1 至 128
• 可编程数据速率：2.5 SPS至4 kSPS
• 在≤ 20 SPS 下同时
  实现 50 Hz 和 60 Hz 抑制，采用低延迟数字滤波器
• 具有 12 （ADS124S08） 或 6 （ADS124S06） 个独立可选输入的模拟多路复用器
• 用于传感器激励的双匹配可编程电流源：10 μA 至 2000 μA
• 内部基准电压源：2.5 V，10 ppm/°C（最大值）漂移
• 内部振荡器：4.096 MHz，1.5% 精度
• 内部温度传感器
• 扩展故障检测电路
• 自偏置和系统校准
• 四个通用 I/O
• SPI 兼容接口，可选 CRC
• 模拟电源：单极性（2.7 V 至 5.25 V）或双极性（±2.5 V）
• 数字电源：2.7 V 至 3.6 V
• 工作温度：–50°C 至 +125°C

参数

方框图

ADS124S0x 是德州仪器推出的低功耗、低噪声高精度 24 位 ΔΣ ADC 系列，包含 ADS124S06（6 通道）和 ADS124S08（12 通道）两个型号，集成可编程增益放大器（PGA）、电压基准、双激励电流源等丰富功能，采用 SPI 兼容接口，专为传感器信号测量、工业控制等高精度场景设计。

一、核心特性与关键参数

1. 基础性能

• 分辨率与采样速率：24 位无丢失码分辨率，采样速率可编程（2.5 SPS-4000 SPS），支持 sinc³ 滤波器和低延迟滤波器，可灵活平衡响应速度与抗干扰能力。
• 精度表现：积分非线性（INL）最大 15 ppmFSR，失调误差典型值 2 μV（25°C），失调温漂最小 2 nV/°C；增益误差典型值 40 ppm（25°C），增益温漂最小 0.5 ppm/°C，长期稳定性优异。
• 输入配置：ADS124S06 提供 6 路模拟输入，ADS124S08 提供 12 路模拟输入，支持单端、差分输入组合；输入电压范围 ±V_REF/Gain（V_REF 为基准电压，Gain 为 PGA 增益 1-128）。

2. 核心功能

• 增益与基准：集成可编程增益放大器（PGA），增益可设为 1/2/4/8/16/32/64/128，增益 128 时输入噪声低至 19 nV_RMS；内置 2.5 V 低漂移基准（最大温漂 10 ppm/°C），支持双路外部基准输入，基准缓冲器可独立使能。
• 激励与偏置：双路匹配可编程电流源（IDAC），输出电流 10 μA-2000 μA，支持传感器 excitation；内置 VBIAS 偏置电压生成器，可设置为 (AVDD+AVSS)/2 或 (AVDD+AVSS)/12，适配热电偶等无偏置传感器。
• 滤波与抗干扰：sinc³ 滤波器在 ≤20 SPS 时可同时抑制 50 Hz/60 Hz 工频噪声，低延迟滤波器适合多通道快速扫描；支持全局斩波模式（G_CHOP），大幅降低失调电压及温漂。
• 接口与防护：SPI 兼容接口（支持模式 1），可选 CRC 校验提升数据完整性；ESD 防护达 ±2500 V（人体模型），共模抑制比（CMRR）最高 130 dB，抗干扰能力强。

3. 功耗与可靠性

• 功耗特性：连续转换模式电流典型值 280 μA（3.3 V），掉电模式电流典型值 0.1 μA，支持待机模式进一步降低功耗。
• 工作条件：模拟供电 2.7 V-5.25 V（单极性）或 ±1.5 V-±2.625 V（双极性），数字供电 2.7 V-3.6 V（DVDD）、DVDD-5.25 V（IOVDD）；工作温度 -50°C 至 +125°C，适应恶劣工业环境。
• 系统监控：集成内部温度传感器（温度系数 403 μV/°C）、电源监控、传感器烧断检测功能，支持自我校准与系统校准。

二、产品型号差异

型号	核心差异	适用场景
ADS124S06	6 路模拟输入，专用 GPIO 引脚	通道需求较少的高精度测量场景，如单传感器多参数监测
ADS124S08	12 路模拟输入，GPIO 与模拟输入复用引脚	多通道传感器测量，如工业多参数采集、PLC 模拟输入模块

三、应用场景

适用于温度（RTD、热电偶）、压力、应变、流量等传感器信号采集，PLC/DCS 模拟输入模块、温度控制器、气候箱、工业烤箱等工业控制场景，也可用于医疗设备、精密仪器等对精度和稳定性要求极高的领域。

四、设计与使用建议

1. 电源与基准

• 电源设计：模拟电源（AVDD/AVSS）需稳定，AVDD 引脚就近放置 330 nF 去耦电容，DVDD/IOVDD 各放置 0.1 μF 去耦电容，避免模拟与数字电源噪声耦合。
• 基准使用：内置基准需在 REFOUT 与 REFCOM 间并联 1 μF-47 μF 电容稳定噪声；使用外部基准时，建议选择低噪声型号（如 REF50xx），并添加 RC 滤波电路。
• 上电时序：电源稳定后需等待 2.2 ms 完成上电复位，确保内部振荡器与基准稳定。

2. 输入与滤波

• 输入保护：模拟输入电压不得超过 AVSS-0.3 V/AVDD+0.3 V，超出时需串联限流电阻（100 Ω-10 kΩ）和肖特基二极管，限制输入电流不超过 ±10 mA。
• 滤波设计：模拟输入端建议添加一阶 RC 低通滤波器（截止频率建议为采样速率的 1-10 倍），抑制混叠噪声；差分输入需匹配走线长度，减少共模噪声转化。
• 未用引脚：未使用的模拟输入建议悬空或接 mid-supply，GPIO 未使用时需根据配置状态接 AVDD/AVSS 或通过下拉电阻接地。

3. 接口与配置

• SPI 通信：支持 SPI 模式 1（CPOL=0，CPHA=1），SCLK 最高频率 3.4 MHz；CS 引脚可固定拉低简化接口，DOUT/DRDY 引脚兼具数据输出与转换就绪指示功能。
• 工作模式：支持连续转换和单次转换模式，可通过 START/SYNC 引脚或命令控制；可编程转换延迟（1・t_MOD-4096・t_MOD），适配外部电路 settling 需求。
• 校准配置：支持自我失调校准、系统失调校准和系统增益校准，可通过寄存器设置校准样本数（1/4/8/16 个样本），提升测量精度。

五、封装与订购信息

• 封装规格：提供 32 引脚 TQFP（PBS 封装，5.0 mm×5.0 mm）和 32 引脚 VQFN（RHB 封装，5.0 mm×5.0 mm），适配不同空间需求。
• 订购型号：批量供应型号如 ADS124S06IPBS（TQFP 封装，250 个 / 托盘）、ADS124S08IRHBR（VQFN 封装，3000 个 / 卷），符合 RoHS 标准，MSL 等级 3，峰值回流温度 260°C。

六、关键设计要点

• 噪声优化：降低采样速率或启用全局斩波模式可提升噪声性能，8 SPS 采样率下有效分辨率可达 20 位以上；基准引脚需远离数字信号线，减少电磁干扰。
• 精度校准：建议在系统上电后执行两点校准（失调校准 + 增益校准），抵消器件固有误差与外部电路影响；环境温度变化较大时，需定期重新校准。
• 布局规范：PCB 需分区设计，模拟区与数字区分离，模拟地与数字地单点连接；模拟信号走线短而直，远离时钟、SPI 等数字信号线，电源去耦电容就近布局。