ADS7954-Q1 汽车 10 位、1 MSPS、4 通道、单端、SAR ADC技术手册

ADS79xx-Q1 器件系列由多通道 8 位、10 位和 12 位模数转换器 （ADC） 组成。这些器件包括一个基于电容的逐次逼近寄存器（SAR）ADC，具有固有的采样和保持功能。ADS79xx-Q1器件具有多种功能和出色的性能，适用于需要监控多个通道的各种应用。

ADS79xx-Q1器件在2.7 V至5.25 V的宽模拟电源范围内工作。这些器件具有极低的功耗，适用于电池供电和隔离电源应用。

4通道和8通道器件采用30引脚TSSOP封装。12通道和16通道器件采用38引脚TSSOP封装。
*附件：ads7954-q1.pdf

特性

• 符合汽车应用标准
• AEC-Q100 测试结果如下：
  • 器件温度等级 1：–40°C 至 125°C
    环境工作温度范围
  • 设备 HBM ESD 分类等级 H2
  • 设备 CDM ESD 分类级别 C4B
• 产品系列：
  • 8位、10位和12位分辨率
  • 4、8、12 通道器件共享 16 通道封装
• 1MHz采样率串行器件
• 模拟电源范围：2.7 V 至 5.25 V
• I/O 电源范围：1.7 V 至 5.25 V
• 两个 SW 可选单极性输入范围：
  • （0 V 至 2.5 V）或（0 V 至 5 V）
• 通道选择的自动和手动模式
• 每个通道有两个可编程报警级别
• 四个可单独配置的GPIO
• 典型功耗：14.5 mW （V （+VA） = 5 伏，伏 （+VBD） = 3 V），1 MSPS
• 掉电电流 （1 μA）
• 30引脚和38引脚TSSOP封装

参数

方框图

ADS7954-Q1 是德州仪器 ADS79xx-Q1 系列中的 10 位 4 通道 ADC 器件，符合 AEC-Q100 车规标准，核心优势为微功耗、宽电压适配及灵活的可编程功能，适用于汽车电子、电源监控等低功耗多通道数据采集场景。

一、核心产品参数

1. 基础规格

• 分辨率与通道：10 位分辨率，无丢失码；4 个单端输入通道
• 采样与转换性能：最高 1 MSPS 采样速率，20 MHz SCLK 下转换时间 800 ns，采集时间 325 ns
• 封装与温度：30 引脚 TSSOP 封装（7.80 mm×4.40 mm），车规级工作温度 -40°C 至 125°C
• 电源与功耗：模拟电源 2.7-5.25 V，I/O 电源 1.7-5.25 V；典型功耗 14.5 mW（5 V 模拟电、3 V I/O 电，1 MSPS），掉电电流仅 1 μA

2. 输入与性能特性

• 输入范围：两种可选单极性范围（0-2.5 V 或 0-5 V），依赖 2-3 V 外部参考电压（典型 2.5 V）
• 静态性能：积分非线性（INL）±0.5 LSB，微分非线性（DNL）±0.5 LSB，偏移误差 ±0.5 LSB，增益误差 ±0.1 LSB
• 动态性能：100 kHz 输入时，SNR 最小 60 dB，SFDR 典型 82 dB，THD 典型 -80 dB；全功率带宽 47 MHz
• 输入特性：输入电容 15 pF，125°C 时输入泄漏电流最大 61 nA；通道间隔离串扰 -95 dB，记忆串扰 -85 dB

3. 接口与控制

• 数字接口：SPI 兼容串行接口（CS、SCLK、SDI、SDO），SCLK 最高 20 MHz，数据格式 MSB 优先
• 可编程功能：4 个独立配置 GPIO 引脚，支持 GPI/GPO 或告警、掉电控制等专用功能
• 告警功能：每通道支持 2 个可编程告警阈值（高 / 低），告警输出可映射至 GPIO

二、关键功能特性

1. 通道工作模式

• 三种测序模式：手动模式（逐帧指定通道）、自动 1 模式（预编程通道序列扫描）、自动 2 模式（从通道 0 扫描至指定最后通道）
• 默认模式：上电或复位后默认进入手动模式，默认采集通道 0

2. 低功耗与电源管理

• 掉电控制：支持通过寄存器指令（DI05 位）或 GPIO3 引脚（配置为 PD 输入）两种掉电方式，掉电状态功耗 1 μA
• 电源适配：模拟电源与 I/O 电源可独立配置，适配电池供电系统的宽电压需求

3. 扩展功能

• GPIO 多功能：4 个 GPIO 可灵活配置为普通 I/O、高 / 低告警输出、掉电控制输入等
• 外部参考要求：需搭配低噪声带隙参考源（如 REF5025），REFP 引脚需就近配置 10 μF 去耦电容

三、典型应用场景

• 汽车电子：汽车系统中的多通道传感器信号采集、电源监控
• 电池供电设备：低功耗便携式数据采集系统
• 工业控制：电源供应状态监控、低速模拟信号采集
• 通用数据采集：需要 4 通道、10 位分辨率且低功耗的场景

四、设计与使用建议

• 输入驱动：无缓冲时源阻抗建议 ≤100 Ω（1xREF 范围）或 ≤250 Ω（2xREF 范围）；高源阻抗场景建议添加 OPA192 等缓冲器
• 参考电路：REFP 与 REFM 引脚需短距离布线，加强去耦以保证低噪声性能
• PCB 布局：模拟地与数字地单点连接，电源引脚就近配置 1 μF 陶瓷去耦电容；数字信号线与模拟输入路径分离，避免串扰
• 模式选择：连续多通道扫描优先选择自动模式，灵活指定通道采集选择手动模式