ADS1115BQDGSRQ1 — 16位 Sigma-Delta 模数转换器产品概述

一、产品概述

ADS1115BQDGSRQ1 是德州仪器（TI）推出的一款高精度、低功耗的 16 位模数转换器（ADC），采用 Sigma‑Delta 架构，集成片内振荡器和基准电压源，支持差分输入和可编程增益放大器（PGA）。器件工作电压范围宽（2.0V 至 5.5V），并通过 I2C 接口进行数字通信，适用于便携式测量、工业传感与汽车级应用（温度等级 -40℃ 至 +125℃）。该型号封装为 VSSOP-10（0.5mm 引脚间距），型号后缀为 Q1，满足更高的可靠性/车规需求。

二、主要特性

• 分辨率：16 位，适合高精度测量场景。
• ADC 架构：Sigma‑Delta，内置数字滤波器，抗干扰能力好。
• 通道数：2（差分输入支持），便于测量双路差分信号或单端与参考组合。
• 采样率 / 数据速率：支持 8Hz、16Hz、32Hz、64Hz、128Hz、250Hz、475Hz、860Hz 等多档速率，最高采样率可达 860Hz。
• 工作电压：2.0V ~ 5.5V，适配单节锂电、3.3V/5V 系统。
• 差分输入：支持，用于降低共模噪声和提高测量精度。
• 编程增益：支持可变增益，配合内部基准可覆盖多种量程（全量程范围 FSR：6.144V）。
• 基准电压源：内置，温漂 5 ppm/℃，保证温度稳定性。
• 时钟/振荡器：内置，时钟频率 fc = 1 MHz（内部振荡器无需外部时钟）。
• 静态电流（待机/静态）：约 500 nA，适合低功耗/电池供电应用。
• 积分非线性（INL）：约 1 LSB，满足精密测量要求。
• 工作温度：-40℃ 至 +125℃，适合恶劣环境与汽车级应用。

三、关键规格摘要

• 分辨率：16 bit
• 最大采样率：860 Hz
• 通信接口：I2C（兼容标准 I2C 时序）
• 输入类型：差分/单端（支持差分输入）
• 全量程（最大可选 FSR）：6.144 V
• 基准温漂：5 ppm/℃
• ADC 架构：Sigma‑Delta
• 静态电流：500 nA
• 温度等级：-40℃ 至 +125℃
• 封装：VSSOP‑10‑0.5mm（Q1 版本）

四、典型应用场景

• 便携式仪表与手持测量设备（长电池寿命要求）
• 工业传感器前端（差分信号采集、噪声抑制）
• 汽车电子测量（车规温度范围与可靠性）
• 电池管理系统（精确电压监测与低功耗待机）
• 医疗便携设备与精密数据采集模块
• 物联网（IoT）传感节点，需在低功耗与高分辨率之间取舍的场合

五、设计与使用建议

• 电源与去耦：尽量在 ADC VDD 近端布置 0.1 μF 与 1 μF 去耦电容，降低电源噪声对精度的影响。
• 输入保护与滤波：差分输入可并联小电阻与 RC 滤波，保护输入芯片并抑制高频干扰。测量高电压时选用合适分压器并注意输入阻抗匹配。
• PGA 与量程选择：利用器件的可变增益功能，将信号放大到接近 FSR 以提高有效分辨率，但需避开饱和区。FSR 可配置至 6.144V 等档位，选择时考虑共模电压范围。
• I2C 总线设计：I2C 上拉电阻选择需兼顾总线速度与功耗；低速时可用较大阻值以降低静态功耗。注意地址与 ACK 管脚连线规则以避免地址冲突。
• 温漂与校准：内置基准温漂优异，但为获得长期准确度，建议在系统上电或定期进行软件校准以补偿偏置与增益误差。
• 布局注意事项：模拟输入线尽量短且成对走线，接地回路紧凑，模拟与数字地分割并在单点相接。

六、封装与订购信息

• 型号：ADS1115BQDGSRQ1
• 品牌：Texas Instruments（德州仪器）
• 封装：VSSOP‑10（0.5 mm）
• 额外说明：Q1 后缀表示车规/高可靠性等级，适用于更宽工作温度与更严苛应用。

总结：ADS1115BQDGSRQ1 将高分辨率、差分输入能力与超低静态电流结合，适合对精度与功耗同时有严格要求的测量系统。合理利用其 PGA、内部基准与多档数据速率，可在多种应用场景中实现稳定可靠的模数转换解决方案。