ADS1246 24位，2kSPS，1路口Delta-SigmaADC技术手册

ADS1246、ADS1247和ADS1248高度集成、精准，都是24位 模数转换器（ADC）。这些设备配备了板载、低噪声、可编程增益 放大器（PGA），一种具有单周期稳定数字滤波器的高精度δσ（ΔΣ）ADC， 一个内部振荡器。ADS1247和ADS1248还内置了极低的漂移电压 参考标准为10 mA输出容量，并配有两条匹配的可编程电流数模 转换器（DAC）。这些设备为温度传感器提供了完整的前端解决方案 应用包括热耦合器、热敏电阻和电阻温度检测器 （RTD）。
*附件：ads1246.pdf

输入复用器支持ADS1248四个差分输入，两个 ADS1247，ADS1246。此外，多路复用器存在传感器烧毁 检测、热电偶电压偏置、系统监控以及通用数字I/O设备 （ADS1247和ADS1248）。板载的低噪声PGA可选择增益范围为1到128。The ΔΣ 调制器和可调数字滤波器仅能在一个周期内稳定，便于快速通道循环 使用输入复用器，支持最高2 kSPS的数据速率。对于数据速率为20 SPS或以下， 滤波器会排除50赫兹和60赫兹的干涉。

特性

• 24位，没有缺失的代码
• 可编程数据速率最高可编程为2 kSPS
• 所有数据速率的单周期稳定
• 同时在20 SPS下实现50赫兹和60赫兹的抑制
• 模拟复用器，具有8个（ADS1248）和4
  个（ADS1247）独立可选输入
• 低噪声PGA：48 nVRMSPGA时 = 128
• 双匹配可编程激励电流源
• 低漂移内部2.048伏参考：
  10 ppm/°C（最大）
• 传感器烧毁检测
• 4或8个通用I/O（ADS1247，ADS1248）
• 内部温度传感器
• 电源和电压裁判监控（ADS1247，ADS1248）
• 自我与系统校准
• 兼容SPI™的串行接口
• 模拟电源：单极（2.7 V至5.25 V）和双极（±2.5 V）工作
• 数字电源：2.7 V 至 5.25 V
• 工作温度 –40°C 至 125°C
• 应用
  • 温度传感器测量：
    • RTD、热电偶和热敏电阻
  • 压力测量
  • 流量计
  • 工厂自动化与工艺控制

参数

方框图

一、产品核心概述

ADS124x 系列（含 ADS1246/ADS1247/ADS1248）是德州仪器推出的高精度 ΔΣ 架构 ADC，专为传感器测量场景设计，核心优势为高集成度、低噪声与宽适配性。产品分辨率达 24 位，最高采样率 2kSPS，工作温度范围 -40°C125°C，采用 TSSOP 封装（16/20/28 引脚），支持单极性（2.7V5.25V）与双极性（±2.5V）供电，集成可编程增益放大器（PGA）、输入多路选择器、 excitation 电流源等功能，适用于 RTD、热电偶、热敏电阻等传感器信号采集，广泛应用于温度测量、压力检测、工业自动化等场景。

二、关键特性与规格

1. 核心性能参数

• 分辨率与线性度 ：24 位无丢失码，积分非线性误差（INL）典型 6ppm，输入失调电压 ±15μV，增益误差 ±0.02%，温漂低至 10ppm/°C（内部基准），测量精度优异。
• 动态性能：可编程增益放大器（PGA）增益 1128 倍，低噪声模式下输入噪声 48nVrms（PGA=128）；信号与噪声 + 失真比（SINAD）随采样率优化，电源抑制比（PSRR）100135dB，共模抑制比（CMRR）80~125dB，抗干扰能力强。
• 输入与参考：ADS1246 支持 1 路差分输入，ADS1247 支持 4 路，ADS1248 支持 8 路；参考电压支持内部（2.048V，温漂 10ppm/°C 最大）或外部（0.5V~AVDD-AVSS-1V），参考输入电流 30nA，负载调节 50μV/mA。
• 功耗与输出：功耗随采样率动态调整，20SPS（3.3V 供电）时典型 1.4mW，掉电功耗 0.1~0.2μA；数据格式为二进制补码，SPI 兼容串行输出，支持连续 / 单次读取模式。

2. 核心功能

• 高集成传感支持：ADS1247/ADS1248 内置双匹配可编程 excitation 电流源（50μA~1.5mA），支持传感器激励；集成传感器 burnout 检测（0.5/2/10μA），可诊断传感器故障。
• 灵活信号调理：PGA 增益 1/2/4/8/16/32/64/128 可选，数字滤波器支持 5~2000SPS 采样率切换，20SPS 及以下速率时可同时抑制 50Hz/60Hz 工频干扰，单周期稳定，支持多通道快速切换。
• 系统级校准：支持自校准、系统偏移校准与系统增益校准，通过 24 位偏移（OFC）和满量程（FSC）寄存器修正误差，校准后精度进一步提升。
• 多功能扩展：ADS1247/ADS1248 含 4/8 路 GPIO 引脚，支持通用 I/O 功能；内置温度传感器（405μV/°C），可实现冷端补偿或环境温度监测；支持电源与参考电压监测，提升系统可靠性。

三、封装与引脚

1. 封装信息

• TSSOP 封装：ADS1246 为 16 引脚（5.00mm×4.40mm），ADS1247 为 20 引脚（6.50mm×4.40mm），ADS1248 为 28 引脚（9.70mm×4.40mm）；MSL 等级 1~2，支持 260°C 回流焊，符合 RoHS 标准，ESD 防护等级：人体模型 2000V、充电器件模型 500V。

2. 关键引脚功能

• 电源与地：AVDD/AVSS（模拟供电）、DVDD/DGND（数字供电），需就近并联 0.1μF 陶瓷电容去耦。
• 输入与参考：AINP/AINN（差分输入，ADS1247/ADS1248 扩展为 AIN0~AIN7）；REFP/REFN（参考电压输入），ADS1248 支持双参考输入（REFP0/REFN0、REFP1/REFN1）。
• 控制与输出：SCLK/DIN/DOUT/CS（SPI 接口）、DRDY（数据就绪）、START（转换启动）、RESET（复位）；ADS1247/ADS1248 含 IEXC1/IEXC2（excitation 电流输出）、GPIO 引脚。

四、工作模式与核心功能

1. 核心工作模式

• 采样模式：支持单次 / 连续转换，采样率 5~2000SPS 可编程，数字滤波器单周期稳定，多通道切换无延迟。
• 低功耗模式：支持睡眠模式（SLEEP 命令）与掉电模式，掉电电流低至 0.1μA，适配电池供电场景。
• 校准模式：自校准（内部短路输入）、系统偏移校准（外部零输入）、系统增益校准（外部满量程输入），校准后自动更新 OFC/FSC 寄存器。
• 输入模式：支持差分、单端（需偏置到共模电压）输入，ADS1247/ADS1248 可通过多路选择器切换通道与传感器类型。

2. 关键功能

• excitation 电流源：ADS1247/ADS1248 内置双路匹配电流源，电流 50μA~1.5mA 可编程，匹配误差 ±0.15%，支持 3 线 RTD 引线电阻补偿。
• 共模电压适配：PGA 共模输入电压范围需满足 AVSS+0.1V + (VIN_MAX×Gain)/2 ≤ VCM ≤ AVDD-0.1V - (VIN_MAX×Gain)/2，单极性供电时建议偏置到 mid-supply。
• 串行接口：SPI 兼容接口，支持 RDATAC（连续读取）、SDATAC（停止连续读取）命令，数据 24 位二进制补码输出，DRDY 引脚指示转换状态，支持多设备同步。

五、应用场景与设计支持

1. 典型应用

• 温度测量：3 线 / 4 线 RTD（-200°C850°C）、K 型热电偶（-200°C1250°C），支持冷端补偿。
• 工业传感：电阻桥压力传感器、流量传感器、工业过程控制中的小信号采集。
• 高精度测量：医疗设备、实验室仪器、电池管理系统中的高精度数据采集。

2. 设计资源

• 电源与去耦：模拟与数字电源独立供电，AVDD/DVDD 引脚就近并联 0.1μF 陶瓷电容，嘈杂环境可添加 1~47μF 钽电容滤波；模拟地与数字地单点共地，减少干扰。
• 布局要点：模拟区域与数字区域分离，输入走线短且远离时钟信号；参考电压引脚需低噪声设计，VREFOUT 与 VREFCOM 之间并联 1~47μF 电容稳定；模拟输入添加 RC 滤波（建议截止频率为采样率的 10 倍）。
• 输入驱动：传感器信号需匹配 PGA 输入范围，高源阻抗场景需添加缓冲器；单端输入需通过偏置电阻将共模电压拉至 mid-supply，避免 PGA 饱和。
• 校准建议：上电后、温度变化或增益调整后需执行校准；3 线 RTD 测量建议采用电流斩波技术，抵消电流源匹配误差。

六、可靠性与订单信息

• 可靠性保障：绝对最大额定值：AVDD 5.5V，引脚电压 -0.3V~AVDD+0.3V，结温 150°C，符合工业级可靠性标准。
• 可订购型号：ADS1246IPWR（16 引脚 TSSOP，2000 片 / 卷）、ADS1247IPWR（20 引脚 TSSOP，2000 片 / 卷）、ADS1248IPWR（28 引脚 TSSOP，2000 片 / 卷），引脚镀层 NIPDAU，工作温度 -40°C~105°C/125°C。