ADS1013-Q1、ADS1014-Q1 和 ADS1015-Q1 （ADS101x-Q1） 是精密、低功耗、12 位、I 2C 兼容的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC），采用 VSSOP-10 和 UQFN-10 封裝。ADS101x-Q1集成了低漂移基準(zhǔn)電壓源和振蕩器。ADS1014-Q1 和 ADS1015-Q1 還集成了可編程增益放大器 （PGA） 和數(shù)字比較器。這些特性以及寬工作電源范圍對于功率和空間受限的傳感器測量應(yīng)用非常有用。

ADS101x-Q1 以高達(dá)每秒 3300 個(gè)樣本 （SPS） 的數(shù)據(jù)速率執(zhí)行轉(zhuǎn)換。PGA 提供 ±256 mV 至 ±6.144 V 的輸入范圍，可實(shí)現(xiàn)精確的大信號和小信號測量。ADS1015-Q1 具有輸入多路復(fù)用器 （MUX），允許兩個(gè)差分或四個(gè)單端輸入測量。使用ADS1014-Q1和ADS1015-Q1中的數(shù)字比較器進(jìn)行欠壓和過壓檢測。
*附件：ads1013-q1.pdf

特性

• 符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)，適用于汽車應(yīng)用：
  • 溫度等級 1：–40°C 至 +125°C，T A
• 功能安全功能
  • 可用于幫助功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文檔
• 無噪聲分辨率：12位
• 寬電源范圍：2.0 V 至 5.5 V
• 低電流消耗：150 μA（連續(xù)轉(zhuǎn)換模式）
• 可編程數(shù)據(jù)速率：128 SPS至3.3 kSPS
• 單周期穩(wěn)定
• 內(nèi)部低漂移基準(zhǔn)電壓源
• 內(nèi)部振蕩器
• I 2C 接口：四個(gè)引腳可選地址
• 設(shè)備系列：
  • ADS1013-Q1：1 個(gè)單端 （SE） 或差分輸入 （DE）
  • ADS1014-Q1：1 個(gè)單端或差分輸入，帶比較器和 PGA
  • ADS1015-Q1：4 個(gè)單端或 2 個(gè)差分輸入，帶比較器和 PGA

參數(shù)

方框圖

ADS101x-Q1 是德州儀器推出的汽車級低功耗 12 位 ADC 系列，包含 ADS1013-Q1/ADS1014-Q1/ADS1015-Q1 三個(gè)型號，通過 AEC-Q100 認(rèn)證，集成內(nèi)部基準(zhǔn)源、振蕩器和可編程比較器（部分型號），采用 I2C 接口，專為汽車電子及低功耗傳感器測量場景設(shè)計(jì)。

一、核心特性與關(guān)鍵參數(shù)

1. 基礎(chǔ)性能

• 分辨率與采樣速率：12 位無丟失碼分辨率，采樣速率可編程（128 SPS-3300 SPS），單周期穩(wěn)定，轉(zhuǎn)換時(shí)間與采樣速率成反比。
• 精度表現(xiàn)：積分非線性（INL）最大 0.5 LSB，失調(diào)誤差最大 ±0.5 LSB（差分輸入），失調(diào)溫漂典型值 0.005 LSB/°C，長期穩(wěn)定性優(yōu)異。
• 輸入配置：支持單端 / 差分輸入，ADS1015-Q1 提供 4 路單端或 2 路差分輸入，ADS1013-Q1/ADS1014-Q1 提供 1 路單端或 1 路差分輸入；輸入電壓范圍 ±0.256 V 至 ±6.144 V（可編程）。

2. 核心功能

• 增益與基準(zhǔn)：ADS1014-Q1/ADS1015-Q1 集成可編程增益放大器（PGA），ADS1013-Q1 固定 ±2.048 V 滿量程；內(nèi)置低漂移電壓基準(zhǔn)，無外部基準(zhǔn)接口。
• 比較器功能：ADS1014-Q1/ADS1015-Q1 含可編程數(shù)字比較器，支持傳統(tǒng) / 窗口比較模式，可配置閂鎖、極性和觸發(fā)次數(shù)，ALERT/RDY 引腳兼具轉(zhuǎn)換就緒指示功能。
• 接口與地址：I2C 兼容接口，支持標(biāo)準(zhǔn) / 快速 / 高速模式（最高 3.4 MHz）；通過 ADDR 引腳可配置 4 種不同 I2C 地址，支持多設(shè)備組網(wǎng)。

3. 功耗與可靠性

• 功耗特性：連續(xù)轉(zhuǎn)換模式電流典型值 150 μA（3.3 V），掉電模式電流典型值 0.5 μA，支持占空比工作進(jìn)一步降低功耗。
• 工作條件：供電電壓 2.0 V-5.5 V，工作溫度 -40°C 至 +125°C，符合汽車級溫度等級 1 標(biāo)準(zhǔn)。
• 防護(hù)性能：ESD 防護(hù)達(dá) ±2000 V（人體模型），模擬輸入引腳支持 ±0.3 V 超范圍電壓，內(nèi)置輸入保護(hù)二極管。

二、產(chǎn)品型號差異

三、應(yīng)用場景

適用于汽車攝像頭模塊、中控信息顯示、儀表盤顯示、通用電壓 / 電流監(jiān)測等汽車電子場景，也可用于低功耗傳感器信號采集、電池電壓監(jiān)測等工業(yè)及消費(fèi)電子領(lǐng)域。

四、設(shè)計(jì)與使用建議

1. 電源與基準(zhǔn)

• 電源設(shè)計(jì)：供電電壓需穩(wěn)定在 2.0 V-5.5 V，VDD 引腳就近放置 0.1 μF 去耦電容，避免使用過孔連接電容與引腳，提升噪聲抑制能力。
• 上電時(shí)序：VDD 穩(wěn)定后需等待 50 μs 再啟動 I2C 通信，確保內(nèi)部復(fù)位完成。
• 基準(zhǔn)使用：依賴內(nèi)部基準(zhǔn)，無需外部基準(zhǔn)電路，基準(zhǔn)誤差已包含在增益誤差指標(biāo)中，無需額外校準(zhǔn)。

2. 輸入與濾波

• 輸入保護(hù)：模擬輸入電壓不得超過 VDD+0.3 V/GND-0.3 V，超出時(shí)需串聯(lián)限流電阻（建議 ≤1 kΩ）和肖特基二極管，避免損壞器件。
• 濾波設(shè)計(jì)：建議在模擬輸入端添加一階 RC 低通濾波器（截止頻率建議為采樣速率的 1-10 倍），抑制混疊和電磁干擾。
• unused 引腳：未使用的模擬輸入可懸空或接地，NC 引腳可懸空或接地，未使用的 ALERT/RDY 引腳可懸空或通過弱上拉電阻接 VDD。

3. 接口與配置

• I2C 通信：SDA/SCL 引腳需外接上拉電阻（1 kΩ-10 kΩ，根據(jù)總線速率和電容選擇），多設(shè)備組網(wǎng)時(shí)需確保地址不沖突。
• 工作模式：支持連續(xù)轉(zhuǎn)換和單次轉(zhuǎn)換模式，單次轉(zhuǎn)換模式下轉(zhuǎn)換完成后自動進(jìn)入掉電狀態(tài)，適合低功耗周期性測量。
• 寄存器配置：通過配置寄存器設(shè)置輸入通道、采樣速率、PGA 增益、比較器模式等，轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲在 16 位左對齊寄存器中。

五、封裝與訂購信息

• 封裝規(guī)格：提供 10 引腳 VSSOP（DGS 封裝，3 mm×4.9 mm）和 10 引腳 UQFN（NKS 封裝，2 mm×1.6 mm），適配不同空間需求。
• 訂購型號：批量供應(yīng)型號如 ADS1013BQDGSRQ1（VSSOP 封裝，2500 個(gè) / 卷）、ADS1015QNKSRQ1（UQFN 封裝，5000 個(gè) / 卷），符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)，MSL 等級 2。

六、寄存器與配置

• 核心寄存器：包含轉(zhuǎn)換寄存器（存儲轉(zhuǎn)換結(jié)果）、配置寄存器（設(shè)置工作參數(shù)）、高低閾值寄存器（比較器閾值，ADS1013-Q1 無），通過地址指針寄存器選擇訪問目標(biāo)。
• 關(guān)鍵配置位：MUX [2:0]（通道選擇，僅 ADS1015-Q1）、PGA [2:0]（增益選擇，ADS1013-Q1 無）、DR [2:0]（采樣速率選擇）、COMP_QUE [1:0]（比較器使能與觸發(fā)次數(shù)）。