ADS1018-Q1 是一款精密、低功耗、12 位、無噪聲的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC），提供測量最常見傳感器信號所需的所有功能。ADS1018-Q1 集成了可編程增益放大器 （PGA）、基準(zhǔn)電壓源、振蕩器和高精度溫度傳感器。這些特性以及 2 V 至 5.5 V 的寬電源范圍使
ADS1018-Q1 非常適合功率和空間受限的傳感器測量應(yīng)用。
*附件：ads1018-q1.pdf

ADS1018-Q1 以高達(dá)每秒 3300 個樣本 （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，允許以高分辨率測量大信號和小信號。輸入多路復(fù)用器（多路復(fù)用器）允許測量兩個差分或四個單端輸入。高精度溫度傳感器用于系統(tǒng)級溫度監(jiān)測，或熱電偶的冷端補(bǔ)償。

ADS1018-Q1 在連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下運(yùn)行，或在轉(zhuǎn)換后自動斷電的單次模式下運(yùn)行。單次模式可顯著降低空閑期間的電流消耗。數(shù)據(jù)通過串行外設(shè)接口 （SPI?） 傳輸。ADS1018-Q1的額定溫度范圍為–40°C至+125°C。

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一個
• 功能安全功能
  • 可用于幫助功能安全系統(tǒng)設(shè)計的文檔
• 12 位無噪聲分辨率
• 寬電源范圍：2 V 至 5.5 V
• 低電流消耗：
  • 連續(xù)模式：僅 150 μA
  • 單次模式：自動掉電
• 可編程數(shù)據(jù)速率：128 SPS至3300 SPS
• 單周期穩(wěn)定
• 內(nèi)部低漂移基準(zhǔn)電壓源
• 內(nèi)部溫度傳感器：
  2°C（最大）誤差
• 內(nèi)部振蕩器
• 內(nèi)部 PGA
• 四個單端或兩個差分輸入

參數(shù)

方框圖

ADS1018-Q1 是德州儀器推出的汽車級高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器，核心優(yōu)勢是集成 PGA、基準(zhǔn)源、溫度傳感器及振蕩器，支持寬電壓供電與低功耗運(yùn)行，通過 AEC-Q100 認(rèn)證，適用于汽車電池管理、傳感器信號采集等對可靠性和抗干擾性有嚴(yán)格要求的場景。

一、核心性能與定位

• 精度與分辨率 ：12 位無失碼分辨率，積分非線性（INL）最大 0.5 LSB，增益誤差典型值 0.05%，偏移誤差 ±0.5 LSB，測量精度優(yōu)異。
• 輸入與增益 ：支持 4 路單端或 2 路差分輸入，可編程增益放大器（PGA）提供 ±0.256V 至 ±6.144V 多檔滿量程范圍（FSR），適配不同幅度傳感器信號。
• 速率與功耗 ：采樣率可編程（128 SPS~3300 SPS），連續(xù)模式功耗僅 150μA，單觸發(fā)模式自動掉電，待機(jī)電流低至 0.5μA，兼顧高速與低功耗需求。
• 環(huán)境適應(yīng)性 ：符合 AEC-Q100 1 級標(biāo)準(zhǔn)，工作溫度 - 40℃125℃，電源電壓范圍 2V5.5V，抗靜電性能達(dá) HBM±2000V、CDM±1000V。

二、關(guān)鍵功能與硬件特性

1. 集成功能模塊

• 內(nèi)置低漂移電壓基準(zhǔn)，無需外部基準(zhǔn)源，簡化電路設(shè)計；集成 1MHz 振蕩器，無需外部時鐘。
• 高精度溫度傳感器，測量范圍 - 40℃~125℃，誤差最大 ±2℃，分辨率 0.125℃/LSB，支持熱電偶冷端補(bǔ)償。
• SPI 兼容串行接口，支持 16 位 / 32 位數(shù)據(jù)傳輸，DOUT/DRDY 引腳兼具數(shù)據(jù)輸出與轉(zhuǎn)換完成指示功能。

2. 工作模式

• 連續(xù)轉(zhuǎn)換模式：持續(xù)進(jìn)行信號采樣，轉(zhuǎn)換結(jié)果實時更新至寄存器，適用于高頻數(shù)據(jù)采集。
• 單觸發(fā)模式：觸發(fā)一次轉(zhuǎn)換后自動掉電，可通過 duty cycling 進(jìn)一步降低功耗，適配間歇采樣場景。
• 溫度傳感器模式：單獨(dú)啟用內(nèi)部溫度傳感器，輸出 12 位溫度數(shù)據(jù)，支持二進(jìn)制補(bǔ)碼格式。

3. 封裝與引腳

• 采用 10 引腳 VSSOP 封裝（3mm×3mm），引腳包括 4 路模擬輸入（AIN0~AIN3）、SPI 通信引腳（SCLK、DIN、DOUT/DRDY、CS）及電源與地引腳。
• 模擬輸入內(nèi)置 ESD 保護(hù)二極管，輸入電壓范圍為 GND-0.3V 至 VDD+0.3V，避免過壓損壞。

三、編程與配置

• 寄存器控制 ：通過 16 位配置寄存器（Config Register）設(shè)置輸入通道、增益、采樣率、工作模式等參數(shù)，復(fù)位默認(rèn)值為 058Bh。
• 數(shù)據(jù)格式 ：轉(zhuǎn)換結(jié)果為 12 位二進(jìn)制補(bǔ)碼，左對齊于 16 位數(shù)據(jù)幀，正滿量程輸出 7FF0h，負(fù)滿量程輸出 8000h。
• 接口特性 ：SPI 工作模式 1（CPOL=0、CPHA=1），SCLK 低電平保持 30.8ms 可復(fù)位接口，支持多器件共享 SPI 總線（通過 CS 引腳選通）。

四、典型應(yīng)用場景

• 汽車電池管理系統(tǒng)、熱電偶 / RTD 溫度測量、電化學(xué)氣體傳感器信號采集；
• 汽車顆粒物傳感器、工業(yè)控制中的低功耗數(shù)據(jù)采集模塊，尤其適配電源受限且對可靠性要求高的場景。

五、設(shè)計關(guān)鍵要點(diǎn)

1. 電源與去耦 ：VDD 引腳就近配置 0.1μF 多層陶瓷去耦電容，減少電源噪聲，避免使用過孔連接電容，提升抗干擾性。
2. 信號接口：模擬輸入建議串聯(lián)≤1kΩ 電阻 + RC 濾波電路，抑制高頻噪聲與混疊；差分輸入需保證走線長度匹配，減少共模噪聲轉(zhuǎn)化。
3. 布局規(guī)范：分離模擬與數(shù)字電路區(qū)域，采用完整接地平面，溫度傳感器相關(guān)電路需熱隔離，確保冷端補(bǔ)償精度。
4. 多器件連接：多設(shè)備共用 SPI 總線時，CS 引腳單獨(dú)控制，DOUT/DRDY 引腳默認(rèn)啟用上拉電阻，避免總線浮空。