ADS7049-Q1 汽车级 12 位高速 SAR ADC 核心信息总结

ADS7049-Q1器件是一款符合汽车Q100标准的12位2MSPS模数转换器（ADC）。该器件支持宽模拟输入电压范围（2.35 V 至 3.6 V），并包括一个基于电容器的逐次逼近寄存器 （SAR） ADC，并具有固有的采样保持电路。SPI兼容串行接口由CS和SCLK信号控制。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。ADS7049-Q1 符合 JESD8-7A 标准，适用于正常 DVDD 范围（1.65 V 至 1.95 V）。

ADS7049-Q1采用8引脚、微型、VSSOP封装，额定工作温度范围为–40°C至+125°C。 ADS7049-Q1 的快速采样率、微型外形和低功耗使该器件适用于空间受限和快速扫描的汽车应用。
*附件：ads7049-q1.pdf

特性

• 符合汽车应用标准
• AEC-Q100 符合以下标准：
  • 器件温度等级 1：–40°C 至 125°C 环境工作温度范围
  • 设备 HBM ESD 分类级别 ±2000 V
  • 设备 CDM ESD 分类级别 ±1000 V
• 超低功耗：
  • 2 MSPS 时为 1.38 mW（最大值），采用 3V AVDD
  • 1 kSPS 时小于 1 μW，采用 3V AVDD
• 微型足迹：
  • 8引脚VSSOP封装：2.30 mm × 2.00 mm
• 2 MSPS 吞吐量，零数据延迟
• 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：
  • 12 位分辨率，带 NMC
  • ±0.5 LSB DNL;±0.5 LSB INL
  • 70dB 信噪比，3V AVDD
  • –80dB THD，3V AVDD
• 单极性输入范围：0 V 至 AVDD
• 集成偏移校准
• SPI 兼容串行接口：32 MHz
• 符合 JESD8-7A 标准的数字 I/O

参数

方框图

ADS7049-Q1 是德州仪器推出的汽车级低功耗 12 位 SAR ADC，通过 AEC-Q100 认证，具备 2 MSPS 高速采样、零数据延迟特性，采用 SPI 兼容接口，以 AVDD 为参考电压，封装小巧，专为空间受限的汽车电子及高速数据采集场景设计。

一、核心特性与关键参数

1. 基础性能

• 分辨率与采样速率：12 位无丢失码分辨率，最高采样速率 2 MSPS，零数据延迟，支持 32 MHz 最高 SCLK 频率，适配高速数据采集需求。
• 精度表现：积分非线性（INL）±0.5 LSB，差分非线性（DNL）±0.5 LSB；校准后失调误差 ±0.5 LSB，失调温漂 ±5 ppm/°C；增益误差 ±0.05% FS（25°C），增益温漂 ±2 ppm/°C，精度表现优异。
• 输入配置：单端输入模式，输入电压范围 0 V 至 AVDD；AINM 引脚支持 ±0.1 V 共模电压偏移，适配传感器与 ADC 地电位差异场景。

2. 核心功能

• 参考与信号处理：以模拟电源（AVDD）作为参考电压，无需外部基准；集成内部偏移校准功能，支持上电校准和正常工作时校准，可大幅降低失调误差。
• 动态性能：3 V AVDD 下 SNR 典型值 70 dB，THD 典型值 -80 dB，无杂散动态范围（SFDR）≥80 dB，全功率带宽 25 MHz，信号采集质量高。
• 接口与防护：SPI 兼容接口，数据输出为 12 位 straight binary 格式，输出时序简单；ESD 防护达 ±2000 V（人体模型）、±1000 V（器件充电模型），符合汽车级可靠性要求。

3. 功耗与可靠性

• 功耗特性：2 MSPS 采样率下功耗最大 1.38 mW（3 V AVDD），1 kSPS 时功耗低于 1 µW，低功耗优势显著，适配电池供电场景。
• 工作条件：模拟供电（AVDD）2.35 V-3.6 V，数字供电（DVDD）1.65 V-3.6 V，供电独立灵活；工作温度 -40°C 至 +125°C，符合汽车级温度等级 1 标准。
• 封装规格：8 引脚 VSSOP 封装，尺寸仅 2.30 mm×2.00 mm，占位空间小，适配空间受限的布局场景。

二、应用场景

适用于汽车信息娱乐系统、汽车传感器信号采集、液位传感器、超声波流量计、电机控制等汽车电子场景，也可用于便携式医疗设备、高速数据采集模块等对采样速率和功耗有严格要求的领域。

三、设计与使用建议

1. 电源与参考

• 电源设计：AVDD 和 DVDD 需独立供电，各自就近放置 3.3 µF 低 ESR 陶瓷去耦电容，避免电源噪声耦合；建议使用低噪声线性稳压器（如 TPS73230）为 AVDD 供电，保证参考电压稳定性。
• 参考电压：AVDD 同时作为参考电压，需确保 AVDD 电压稳定且不低于最大输入信号电压，避免信号饱和。

2. 输入与校准

• 输入保护：AINP 输入电压不得超过 AVDD+0.3 V，AINM 输入电压不得超过 ±0.3 V，超出时需添加限流电阻和钳位二极管，防止器件损坏。
• 偏移校准：上电后首次 CS 下降沿可触发校准，需确保至少 16 个 SCLK 周期完成校准；正常工作时如需 recalibrate，需提供 32 个 SCLK 周期，校准期间 SDO 输出低电平。
• 前端设计：建议在输入端添加 RC 反冲滤波器（推荐 CFLT≥300 pF，匹配内部 15 pF 采样电容），并搭配高带宽低噪声运放（如 OPA365-Q1）作为输入驱动，优化动态性能。

3. 接口与时序

• SPI 通信：支持 SPI 模式，CS 下降沿触发采样，数据在 SCLK 下降沿输出，12 位数据前含 2 个零位同步位，时序简单易集成；多器件组网时需注意 CS 信号独立控制，避免采样冲突。
• 时序要求：采样时间（tACQ）最小 90 ns，CS 高电平时间不低于采样时间，SCLK 高低电平占空比需在 45%-55% 之间，确保数据稳定采集与传输。

四、封装与订购信息

• 封装规格：8 引脚 VSSOP（DCU 封装），尺寸 2.30 mm×2.00 mm，引脚间距小，占位空间紧凑。
• 订购型号：批量供应型号为 ADS7049QDCURQ1（3000 个 / 卷），符合 RoHS 标准，MSL 等级 2，峰值回流温度 260°C，引脚镀层为 NIPDAU。

五、关键设计要点

• 布局规范：PCB 需划分模拟区与数字区，AVDD/DVDD 去耦电容就近布局且无过孔；模拟输入走线远离数字信号线，AINP/AINM 走线短而直，减少干扰。
• 功耗优化：根据实际采样速率调整 AVDD 电压（接近输入信号最大值最佳），降低 DVDD 至最低允许值，减少 SDO 引脚负载电容，可进一步降低功耗。
• 校准时机：上电后必须完成首次偏移校准，环境温度或 AVDD 电压大幅变化后建议重新校准，确保全程高精度采集。