‌ADS8513 16位模数转换器技术文档总结

该 ADS8513 是一个完整的低功耗单一 5V 电源、16 位采样模数（A/D）转换器。它包含一个完整的16位基于电容的逐次近似寄存器（SAR）A/D转换器，具备采样与保持、时钟、参考和串行数据接口。该转换器可配置多种输入范围，包括±10V、±5V、0V至10V和0.5V至4.5V。还有高阻抗的0.3V至2.8V输入，输入阻抗大于10MΩ。对于大多数输入范围，输入电压可以波动到25V或-25V，而不会损坏转换器。
*附件：ads8513.pdf

SPI 兼容串行接口允许数据与内部或外部时钟同步。该ADS8513在工业温度范围内，采样率为40kSPS，范围为-40°C至+85°C。

特性

• 40kSPS 最小采样率
• 极低功耗：典型功率24mW
• ±3.33V、±5V、±10V、4V和10V输入范围
• 89dB 信噪比，10kHz 输入
• ±2LSB 最大 INL
• -1/+2LSB 最大 DNL，16位 NMC
• ±10mV BPZ，±2.5ppm/°C BPZ 漂移
• 89dB Min SINAD，102dB Min SFDR
• 使用内部或外部2.5伏参考
• 无需外部校准电阻
• 单一5V模拟电源
  • 最大功率耗散32.5W
  • 50μW 最大断电模式
• 兼容SPI™的串口，最高可达20MHz主/从功能
• 全局CONV和三态总线，用于多芯片同时S/H作
• 与16位ADS7813和12位ADS7812和ADS8512兼容引脚
• SO-16 套件
• 应用
  • 工业过程控制
  • 测试设备
  • 机器人
  • DSP伺服控制
  • 医疗仪器
  • 便携式数据采集系统

参数

方框图

‌一、产品概述‌
ADS8513是德州仪器(TI)生产的16位低功耗采样模数转换器，采用单5V电源供电，最小采样率为40kSPS，典型功耗为24mW。该器件集成了完整的16位电容式逐次逼近寄存器(SAR) ADC，包含采样保持器、时钟、基准电压源和串行数据接口。

‌二、主要特性‌

• ‌分辨率‌：16位无失码
• ‌采样率‌：40kSPS
• ‌功耗‌：工作模式32.5mW（最大），关断模式50μW（最大）
• ‌输入范围‌：支持±10V、±5V、±3.33V、0-10V、0-4V、0.5-4.5V等多种配置
• ‌线性误差‌：
  • 积分线性误差(INL)：±2LSB（最大值）
  • 微分线性误差(DNL)：-1/+2LSB（最大值）

‌三、技术规格‌

1. ‌电气特性‌：
   • 信噪比(SNR)：89dB（典型值）
   • 无杂散动态范围(SFDR)：102dB（最小值）
   • 总谐波失真(THD)：-100dB（典型值）
   • 信号与噪声失真比(SINAD)：89dB（最小值）
   • 内部基准电压：2.5V（典型值）
2. ‌接口特性‌：
   • SPI兼容串行接口，最高20MHz
   • 支持主/从模式操作
   • 具有全局转换和三态总线功能

‌四、引脚功能‌

• ‌模拟输入‌：R1IN、R2IN、R3IN
• ‌基准相关‌：REF、BUF、CAP
• ‌数字控制‌：CONV、CS、BUSY、PWRD
• ‌数据接口‌：DATA、DATACLK、EXT/INT

‌五、应用领域‌

• 工业过程控制
• 测试设备
• 机器人技术
• 医疗仪器
• 便携式数据采集系统

‌六、工作模式‌

1. ‌正常转换模式‌：
   • 转换时间：20μs（典型值）
   • 完整周期：25μs（包括采集时间）
2. ‌关断模式‌：
   • 通过PWRD引脚控制
   • 恢复时间：300μs（典型值）

‌七、封装信息‌

• 采用SO-16封装
• 工作温度范围：-40°C至+85°C
• 订购型号包括：ADS8513IBDW、ADS8513IDW等

‌八、设计考虑‌

• 具有±25V过压保护
• 输入阻抗可配置（从21.3kΩ到>10MΩ）
• 支持内部或外部基准电压

‌九、典型应用电路‌
文档提供了多种基本操作电路配置，包括：

• 内部DATACLK模式
• 外部DATACLK模式
• 高阻抗模式（直接传感器接口）

‌十、性能特点‌

• 无需外部校准电阻
• 与16位ADS7813、12位ADS7812和ADS8512引脚兼容
• 支持多芯片同时采样保持操作

该器件适用于要求高精度、低功耗的工业控制和数据采集应用，具有良好的线性度和温度稳定性。