該ADS1283是一款性能極高的單芯片模數(shù)轉換器（ADC），集成了低噪聲可編程增益放大器（PGA）和雙通道輸入多路復用器（mux）。該ADS1283適用于地震監(jiān)測設備的苛刻需求。

該轉換器使用四階、固有穩(wěn)定的三角積分 （ΔΣ） 調制器，可提供出色的噪聲和線性度性能。調制器數(shù)字輸出由片內數(shù)字濾波器進行數(shù)字濾波和抽取，以產生ADC轉換結果。
*附件：ads1283.pdf

靈活的輸入多路復用器提供了用于測量的額外外部輸入，以及內部自檢輸入連接。PGA 具有出色的低噪聲 （5 nV/√Hz） 和極高的輸入阻抗，允許在很寬的增益范圍內輕松與檢波器和水聽器連接。

數(shù)字濾波器提供每秒250至4000個樣本（SPS）的可選數(shù)據速率。高通濾波器 （HPF） 具有可調節(jié)的轉角頻率。片內增益和失調縮放寄存器支持系統(tǒng)校準。

同步輸入 （SYNC） 可用于同步多個ADS1283設備的轉換。

該ADS1283采用緊湊的24引腳、5mm×4mm VQFN封裝，額定溫度范圍為–40°C至+85°C，最大工作溫度范圍為–50°C至+125°C。

特性

• 高分辨率：
  • 信噪比：130 dB（250 SPS，PGA = 1）
• 高精度：
  • 總諧失真：–122 分貝
• 低功耗：
  • 18 mW（PGA = 1、2、4 或 8）
  • 關斷模式：10 μW
• 低噪聲PGA：5 nV/√Hz
• 雙通道輸入多路復用器
• 具有快速響應超量程檢測器的固有穩(wěn)定調制器
• 靈活的數(shù)字濾波器：
  • Sinc + FIR + IIR（可選）
  • 線性或最小相位響應
  • 可編程高通濾波器
  • 可選 FIR 數(shù)據速率：
    250 SPS 至 4 kSPS
• 失調和增益校準引擎
• SYNC 輸入
• 模擬電源：5 V 或 ±2.5 V
• 數(shù)字電源：1.8 V 至 3.3 V

參數(shù)

方框圖

ADS1283 是德州儀器推出的超高分辨率 delta-sigma 模數(shù)轉換器（ADC），核心優(yōu)勢為低噪聲、高動態(tài)性能及靈活的濾波與校準功能，專為地震監(jiān)測、能源勘探、高精度儀器等對信號采集精度要求嚴苛的場景設計。

一、核心產品參數(shù)

1. 基礎規(guī)格

• 分辨率與采樣：31 位有效分辨率，F(xiàn)IR 模式下采樣率 250SPS-4kSPS，Sinc 模式最高 128kSPS
• 封裝與溫度：24 引腳 VQFN 封裝（5.0mm×4.0mm）；工作溫度 -40°C 至 85°C，極限工作溫度 -50°C 至 125°C
• 電源與功耗：模擬電源（AVDD/AVSS）支持 ±2.5V 或 5V 單電源，數(shù)字電源（DVDD）1.65V-3.6V；PGA=1-8 時典型功耗 18mW，掉電模式僅 10μW
• 輸入特性：雙通道差分輸入，PGA 增益 1-64（ADS1283/1283B）或 1/4/16（ADS1283A）；輸入噪聲密度 5nV/√Hz，輸入阻抗最高 100GΩ（CHOP 禁用）

2. 性能特性

• 動態(tài)指標：250SPS、PGA=1 時 SNR 典型 130dB，THD 典型 -122dB，SFDR 典型 123dB
• 靜態(tài)精度：偏移誤差典型 100μV/PGA（ADS1283/1283A）或 75μV/PGA（ADS1283B 可選），校準后偏移漂移 0.03μV/°C；增益誤差校準后低至 0.0002%
• 濾波特性：支持 Sinc/FIR/IIR 組合濾波，可選擇線性 / 最小相位響應；高通濾波器截止頻率 0.1Hz-10Hz 可編程
• 可靠性：ESD 防護（HBM ±2kV、CDM ±500V）；電源抑制比（PSRR）最高 115dB，共模抑制比（CMRR）最高 135dB

3. 關鍵功能參數(shù)

• 校準功能：內置偏移與增益校準引擎，支持自動校準（OFSCAL/GANCAL 命令）和用戶自定義校準，校準后精度顯著提升
• 同步與控制：SYNC 引腳支持多器件同步采集，支持脈沖同步和連續(xù)同步模式；DRDY 引腳指示數(shù)據就緒，MFLAG 引腳提示調制器過載
• 接口特性：SPI 兼容串行接口，支持連續(xù)讀數(shù)據和命令讀數(shù)據模式，SCLK 最高速率 fCLK/2（fCLK 標稱 4.096MHz）

二、關鍵功能特性

1. 超高精度信號采集

• 低噪聲設計：PGA 采用斬波穩(wěn)定技術（CHOP 功能），有效抑制 1/f 噪聲，5nV/√Hz 低噪聲密度適配微弱信號采集
• 靈活濾波配置：Sinc 濾波器適合高速場景，F(xiàn)IR+IIR 組合濾波提供低紋波和高阻帶衰減（135dB），可按需平衡分辨率與響應速度
• 多通道與自測試：雙通道輸入多路復用器，支持通道短路、共模測試等自測試模式，便于系統(tǒng)校準與故障診斷

2. 工業(yè)級適配能力

• 寬電源兼容：模擬電源支持雙極性和單極性供電，數(shù)字電源獨立且寬電壓范圍，適配不同系統(tǒng)電源架構
• 抗干擾設計：優(yōu)異的 PSRR 和 CMRR 性能，減少電源噪聲和共模干擾影響；Schmitt 觸發(fā)數(shù)字輸入提升噪聲 immunity
• 過載保護：內置調制器過載檢測器（MFLAG），快速響應輸入超限，避免信號失真

3. 靈活校準與同步

• 多維校準：支持偏移、增益雙參數(shù)校準，可通過命令自動完成或手動寫入校準系數(shù)，適配溫漂補償需求
• 多器件同步：SYNC 引腳支持多 ADC 同步采集，可通過脈沖或連續(xù)時鐘觸發(fā)，滿足多通道同步采樣場景
• 低功耗優(yōu)化：支持待機模式（保留寄存器配置）和掉電模式，配合可編程采樣率，平衡精度與功耗

三、典型應用場景

• 能源勘探：地震檢波器、地質傳感器信號采集
• 高精度儀器：色譜儀、質譜儀等分析儀器
• 工業(yè)監(jiān)測：高壓設備狀態(tài)監(jiān)測、精密傳感器信號轉換
• 醫(yī)療電子：低噪聲生理信號采集（如心電、腦電放大后采集）

四、設計與使用建議

1. 接口與配置

• 濾波選擇：高精度場景優(yōu)先選擇 Sinc+FIR+HPF 組合濾波，高速場景可選用 Sinc 濾波模式
• 校準操作：上電后建議執(zhí)行偏移與增益校準，PGA 變更后需重新校準；ADS1283B 可選擇 75mV 偏移以優(yōu)化低電平信號采集
• 同步配置：多器件組網時，通過 SYNC 引腳同步觸發(fā)，確保各通道采集時序一致

2. 電源與布線

• 電源設計：AVDD/AVSS 需并聯(lián) 0.1μF 陶瓷電容 + 10μF 電解電容，DVDD 與 BYPAS 引腳在 DVDD<2.25V 時短接；模擬地與數(shù)字地單點連接
• 布局規(guī)范：模擬輸入、參考電壓路徑遠離數(shù)字信號線；REFIN 引腳就近放置 0.1μF 去耦電容，布線電感控制在 2nH 以內
• 輸入驅動：高阻抗傳感器需搭配緩沖放大器，CAPP/CAPN 引腳必須外接 10nF C0G 電容，形成抗混疊濾波

3. 參考源與增益

• 參考源選擇：優(yōu)先選用低噪聲、低漂移參考源（如 REF5050），必要時添加 RC 濾波網絡降低參考噪聲
• 增益匹配：多通道應用中保持各通道 PGA 增益一致，通過增益校準寄存器補償通道間差異
• 噪聲控制：微弱信號采集時啟用 CHOP 功能，犧牲部分輸入阻抗以降低 1/f 噪聲；采樣率降低可進一步提升 SNR。