ADS8331/ADS8332 低功耗 16 位多通道 ADC 产品手册总结

该ADS8331为低功耗、16位、每秒500k采样（SPS）模拟转数字 转换器（ADC），带有单极性、4对1复用器（多工器）输入。该设备包含16位 基于电容的连续逼近寄存器（SAR）ADC，具有固有采样保持。

ADS8332基于相同的核心，并包含单极性8对1输入多路复用器。双 设备提供高速、宽电压串行接口，并支持串联作 当使用多个转换器时。
*附件：ads8331.pdf

这些转换器有24针、4针×4 QFN和24针TSSOP封装，包括 完全规范适用于工业温度范围的-40°C至85°C。

特性

• 低功耗、灵活的供电范围：
  • 2.7伏至5.5伏模拟电源
  • 8.7毫瓦（自动非应用模式下250千每秒，
    VA = 2.7 V，VBD = 1.65 V）
  • 14.2毫瓦（500千每秒，VA = 2.7 V，VBD
    = 1.65 V）
• 最高采样率可达500千每秒
• 出色的DC表现：
  • ±1.2 LSB 典型，±2 LSB 最大内长电流（2.7 V）
  • ±0.6 LSB 典型，-1/1.5 LSB 最大 DNL
    在 2.7 V
  • 16位NMC过温
• 5 V、f 下交流性能极佳 在 = 1 kHz：
  • 91.5 dB 信噪比，101 dB SFDR，–100 dB THD
• 灵活模拟输入方式：
  • 带分流的片上4/8通道多路复用器
  • 自动/手动通道选择与触发
• 其他硬件功能：
  • 片上转换时钟（CCLK）
  • 软件/硬件重置
  • 可编程状态/极性 EOC/INT
  • 菊花链模式
  • 全局CONVST（独立于计算机科学）)
  • 深度、睡眠模式和自动 NAP 停机模式
  • SPI™/DSP 兼容串行接口
  • 独立输入输出电源：1.65 V到VA
  • SCLK最高可达40 MHz（VA = VBD = 5 V）
• 24针4毫米×4毫米VQFN和24针TSSOP
  封装
  参数
  
  方框图
  

一、产品核心概述

ADS8331（4 通道）和 ADS8332（8 通道）是德州仪器推出的低功耗 16 位 SAR 架构 ADC，采样率高达 500kSPS，支持 2.7V5.5V 模拟供电和 1.65VVA 数字接口供电，具备灵活的通道选择、多种功耗模式及 SPI 兼容串行接口，适用于通信、医疗仪器、工业过程控制、数据采集系统等场景，工作温度范围为–40°C 至 + 85°C，提供 24 引脚 TSSOP 和 4mm×4mm VQFN 两种封装。

二、关键特性与规格

1. 核心性能参数

• 分辨率与线性度 ：16 位分辨率，无失码；积分非线性误差（INL）典型值 ±1.2 LSB（2.7V 时）、±1 LSB（5V 时），最大 ±2 LSB；微分非线性误差（DNL）典型值 ±0.6 LSB，最大–1/+1.5 LSB。
• 信号性能 ：5V 供电、1kHz 输入时，信噪比（SNR）达 91.5dB，无杂散动态范围（SFDR）达 101dB，总谐波失真（THD）低至–100dB；电源抑制比（PSRR）≥74dB，输入带宽最高 40MHz。
• 功耗与供电 ：250kSPS Auto-NAP 模式下功耗仅 8.7mW（2.7V），500kSPS 时 14.2mW（2.7V）；支持 Nap、Deep、Auto-NAP 三种低功耗模式，Deep 模式电流低至 50nA（2.7V）。

2. 核心功能

• 通道配置：ADS8331 含 4 路单端输入，ADS8332 含 8 路单端输入，支持手动 / 自动通道选择，自动模式下按固定顺序扫描通道。
• 触发与时钟：支持手动（CONVST 引脚）和自动触发模式，转换时钟可选择内部振荡器（10.5~12.6MHz）或外部 SCLK 分频（SCLK 最高 40MHz，5V 时）。
• 串行接口：SPI/DSP 兼容，支持菊花链模式，可级联多片设备；EOC/INT 引脚可编程为转换结束输出或中断输出，极性可调。
• 其他功能：内置 TAG 模式（输出通道标识位）、软件 / 硬件复位，MUXOUT 与 ADCIN 引脚间可添加信号调理电路（如 PGA、滤波器）。

三、封装与引脚

1. 封装信息

• TSSOP（PW）封装：24 引脚，尺寸 7.80mm×4.40mm，管装（ADS8331IBPW）数量 60 片，卷盘装（ADS8331IBPWR）数量 2000 片。
• VQFN（RGE）封装：24 引脚，尺寸 4.00mm×4.00mm，卷盘装（ADS8331IBRGER）数量 3000 片，小卷盘装（ADS8331IBRGET）数量 250 片；两种封装均符合 RoHS 标准，MSL 等级 2（260°C 回流焊，1 年保质期）。

2. 关键引脚功能

• 电源与地：VA（模拟供电）、VBD（数字接口供电）、AGND（模拟地）、DGND（数字地）。
• 信号输入：IN [0:3]（ADS8331）/IN [0:7]（ADS8332）、COM（公共输入端，通常接 AGND）、ADCIN（ADC 核心输入）、MUXOUT（多路选择器输出）。
• 参考与控制：REF+（外部参考输入，1.2V~VA）、REF–（参考地，单独接 AGND）、RESET（外部复位，低有效）、CONVST（转换启动）。
• 通信与状态：SCLK（串行时钟）、SDI（串行数据输入）、SDO（串行数据输出）、FS/CS（帧同步 / 片选）、EOC/INT/CDI（转换结束 / 中断 / 菊花链数据输入）。

四、应用场景与设计支持

1. 典型应用

• 数据采集系统、传感器接口、工业过程控制、医疗仪器、磁强计、自动测试设备。
• 支持单端 / 双极性输入驱动，可通过外部运放（如 OPA320、OPA365）实现信号调理。

2. 设计资源

• 工作模式 ：手动 / 自动通道选择，自动触发（500kSPS/250kSPS 可选）和手动触发模式；三种低功耗模式可根据采样率需求切换。
• 参考与输入驱动：推荐使用低噪声参考源（如 REF2041、REF5025），REF + 引脚需并联 22µF 旁路电容；输入端建议添加 RC 滤波电路，平衡噪声抑制与信号 settling 时间。
• 布局指南：模拟与数字地平面分离，避免交叉；VA、VBD 引脚就近配置 10µF 陶瓷去耦电容；REF+、REF–引脚连线短且低阻抗，模拟输入远离噪声源。

五、可靠性与订单信息

• ESD 防护等级：人体模型（HBM）±2000V，带电设备模型（CDM）±500V，具备基础静电防护能力。
• 可订购型号涵盖两种封装的不同包装形式（管装、卷盘装），均支持–40°C~+85°C 工作温度，引脚标识为 ADS8331 或 ADS8332。