ADS7253 核心产品信息总结

ADS8353、ADS7853和ADS7253属于引脚兼容、双通道、高速、同步采样、模数转换器 （ADC） 系列，支持单端和伪差分模拟输入。

每个器件包括两个单独可编程的基准源，可用于系统级增益校准。此外，灵活的串行接口可以在很宽的电源范围内运行，从而能够轻松地与各种主机控制器进行通信。可以使用设备支持的两种低功耗模式来优化给定吞吐量的功耗。所有器件均在扩展的工业温度范围（–40°C 至 125°C）内完全额定，并采用引脚兼容的 WQFN-16（3 mm × 3 mm）和 TSSOP-16 封装。
*附件：ads7253.pdf

特性

• 16位、14位和12位引脚兼容系列
• 两个通道同时采样
• 支持单端和伪差分输入
• 高速：
  • ADS8353：16 位，600 kSPS
  • ADS7853：14 位，1 MSPS
  • ADS7253：12 位，1 MSPS
• 优异的直流性能：
  • ADS8353：
    • 16位NMC DNL，±2.5LSB最大INL
  • ADS7853：
    • 14 位 NMC DNL，±2LSB 最大 INL
  • ADS7253：
    • 12 位 NMC DNL，±1LSB 最大 INL
• 优异的交流性能：
  • ADS8353：
    • 89 dB 信噪比，–95 dB 总谐失真
  • ADS7853：
    • 82 dB 信噪比，–90 dB 总谐波反真
  • ADS7253：
    • 72 dB SNR，–90 dB THD
• 双通道、可编程和缓冲2.5V
  内部基准电压源
• 在扩展的工业温度范围内完全额定：–40°C 至 125°C
• 小尺寸：
  WQFN-16（3 毫米× 3 毫米）和 TSSOP-16
  参数
  
  方框图

ADS7253 是德州仪器 ADSxx53 系列中的双通道高速同步采样 ADC，核心优势为同步采样、宽输入配置及低功耗，12 位分辨率适配中高精度数据采集场景，广泛应用于电机控制、电力质量监测等领域。

一、核心产品参数

1. 基础规格

• 分辨率与通道：12 位分辨率（无丢失码），2 路同步采样通道，支持单端和伪差分输入
• 采样与转换性能：最高 1 MSPS 采样率，转换时间 450 ns（32-CLK 模式），采集时间随接口模式变化（16-CLK 模式为 6×tCLK）
• 封装与温度：16 引脚 WQFN（3.00mm×3.00mm）和 TSSOP（5.00mm×4.40mm）封装；工作温度 -40°C 至 125°C
• 电源与功耗：模拟电源（AVDD）5 V，数字 I/O 电源（DVDD）1.65-5.5 V；5 V 供电、1 MSPS 速率下典型模拟功耗 8.5 mW，掉电模式电流 10-50 μA

2. 输入与性能特性

• 输入范围：双档可选（0-VREF 或 0-2×VREF），VREF 为 2.5 V（内部参考）或 2.4-AVDD（外部参考）
• 静态性能：INL 最大 ±1 LSB，DNL 最大 ±1 LSB，输入失调误差 ±2 mV，通道间匹配误差 ±0.5 mV
• 动态性能：100 kHz 输入时，SNR 典型 73.5 dB，THD 典型 -90 dB，无杂散动态范围（SFDR）典型 93.5 dB
• 输入特性：采样模式输入电容 40 pF，保持模式 4 pF，输入泄漏电流最大 0.1 μA

3. 关键功能参数

• 参考配置：内置 2.5 V 可编程参考源（REFDAC 寄存器调节，分辨率 1.1 mV），支持外部参考输入
• 接口与控制：SPI 兼容串行接口，支持 4 种接口模式（32-CLK/16-CLK 双 SDO / 单 SDO），SCLK 最高频率适配吞吐量需求
• 低功耗模式：支持待机（STANDBY）和软件掉电（SPD）模式，待机电流典型 2.5 mA（内部参考开启）

二、关键功能特性

1. 灵活输入与同步采样

• 同步采样：2 路通道同时采样，保证信号相位一致性，适配三相电力监测、电机控制等对时序要求高的场景
• 输入配置：通过寄存器选择单端（AINM 接地）或伪差分（AINM 接 FSR/2）输入，满足不同信号源需求
• 量程切换：通过配置寄存器（CFR.B9）切换 0-VREF 和 0-2×VREF 输入量程，适配不同幅度信号

2. 高可靠性与可编程性

• 参考灵活配置：内置参考源支持独立调节（REFDAC_A/REFDAC_B 寄存器），外部参考需配置 10 μF 去耦电容
• 数据格式可选：支持二进制补码和 straight binary 输出格式，通过 CFR.B4 寄存器配置
• 抗干扰设计：输入支持抗混叠滤波，参考引脚 decoupling 优化，全温范围性能稳定

3. 低功耗与接口灵活性

• 多接口模式：32-CLK 模式适配高精度场景，16-CLK 模式降低 SCLK 频率需求，双 SDO 模式并行输出双通道数据，单 SDO 模式简化布线
• 低功耗优化：待机模式关闭部分内部电路，掉电模式关闭所有电路（保留寄存器配置），适配电池供电系统
• 寄存器可编程：支持配置输入范围、参考源、数据格式等，支持寄存器读写回查，便于系统校准

三、典型应用场景

• 电机控制：编码器位置测量、电机驱动状态监测
• 电力电子：电力质量监测、三相功率控制、保护继电器
• 通用电子：光学网络 EDFA 增益控制、可编程逻辑控制器（PLC）数据采集

四、设计与使用建议

1. 输入与参考设计

• 输入调理：每通道建议串联 22 Ω 隔离电阻 + 400 pF 滤波电容，构成抗混叠滤波并保证放大器稳定性
• 参考配置：内置参考源需在 REFIO 引脚配置 10 μF 去耦电容；外部参考源需低噪声、低漂移，推荐 REF5025 等型号
• 输入配置：单端输入时 AINM 接地，伪差分输入时 AINM 接量程中点，确保信号动态范围最大化

2. 电源与布线

• 电源配置：模拟电源与数字电源独立供电，各电源引脚就近并联 10 μF 去耦电容，模拟地与数字地单点连接
• PCB 布局：将模拟输入、参考电路与数字电路分区布线，避免交叉干扰；REFIO 引脚线路远离噪声源，无 vias 串联
• 接口匹配：根据接口模式选择 SCLK 频率，16-CLK 模式需注意缩短采集时间对信号 settling 的影响

3. 模式与参数选择

• 接口模式：高精度场景选择 32-CLK 模式，布线受限或低频率时钟场景选择 16-CLK 模式；双通道并行输出选双 SDO 模式
• 功耗优化：非采集时段启用掉电模式，通过 SDI 引脚发送控制字触发，唤醒后需预留 1 ms（外部参考）或 3 ms（内部参考）稳定时间
• 校准配置：通过 REFDAC 寄存器微调参考电压，补偿系统增益误差；利用配置寄存器选择数据格式，适配主机处理需求