ZHDS348 August   2026 ADS114S18 , ADS124S18

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 时序要求
    7. 5.7 开关特性
    8. 5.8 计时示意图
    9. 5.9 典型特性
  7. 6 参数测量信息
    1. 6.1 噪声性能
  8. 7 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1  模拟输入和多路复用器
      2. 7.3.2  可编程增益放大器 (PGA)
      3. 7.3.3  电压基准
        1. 7.3.3.1 内部基准
        2. 7.3.3.2 外部基准
        3. 7.3.3.3 基准缓冲器
      4. 7.3.4  功率可扩展速度模式
      5. 7.3.5  时钟源
      6. 7.3.6  Δ-Σ 调制器
      7. 7.3.7  数字滤波器
        1. 7.3.7.1 Sinc3 和 Sinc4 滤波器
        2. 7.3.7.2 Sinc4 + Sinc1 滤波器
        3. 7.3.7.3 FIR 滤波器
        4. 7.3.7.4 50Hz 和 60Hz 线路周期抑制
        5. 7.3.7.5 数字滤波器延迟
        6. 7.3.7.6 全局斩波模式
      8. 7.3.8  激励电流源 (IDAC)
      9. 7.3.9  烧毁电流源 (BOCS)
      10. 7.3.10 偏置电压发生器 (VBIAS)
      11. 7.3.11 通用 IO (GPIO)
        1. 7.3.11.1 ALERT 输出
        2. 7.3.11.2 FAULT 输出
      12. 7.3.12 偏移和增益校准系数
      13. 7.3.13 数字比较器
      14. 7.3.14 系统监控器
        1. 7.3.14.1 内部短路（失调电压校准）
        2. 7.3.14.2 内部温度传感器
        3. 7.3.14.3 外部基准电压回读
        4. 7.3.14.4 电源回读
      15. 7.3.15 监控器和状态标志
        1. 7.3.15.1 复位（RESETn 标志）
        2. 7.3.15.2 AVDD 欠压监测器（AVDD_UVn 标志）
        3. 7.3.15.3 基准欠压监测器（REF_UVn 标志）
        4. 7.3.15.4 SPI CRC 故障（SPI_CRC_FAULTn 标志）
        5. 7.3.15.5 寄存器映射 CRC 故障（REG_MAP_CRC_FAULTn 标志）
        6. 7.3.15.6 内部存储器故障（MEM_FAULTn 标志）
        7. 7.3.15.7 寄存器写入故障（REG_WRITE_FAULTn 标志）
        8. 7.3.15.8 数字比较器警报（COMP_ALERTn 标志）
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 上电和复位
        1. 7.4.1.1 上电复位 (POR)
        2. 7.4.1.2 RESET 引脚
        3. 7.4.1.3 通过寄存器写入进行复位
        4. 7.4.1.4 通过 SPI 输入模式进行复位
      2. 7.4.2 工作模式
        1. 7.4.2.1 空闲和待机模式
        2. 7.4.2.2 断电模式
        3. 7.4.2.3 序列发生器模式
          1. 7.4.2.3.1 配置序列发生器
          2. 7.4.2.3.2 启动和停止序列发生器（START/STOP 位和 START 引脚）
          3. 7.4.2.3.3 序列发生器状态位
    5. 7.5 编程
      1. 7.5.1  串行接口 (SPI)
      2. 7.5.2  串行接口信号
        1. 7.5.2.1 片选 (CS)
        2. 7.5.2.2 串行时钟 (SCLK)
        3. 7.5.2.3 串行数据输入 (SDI)
        4. 7.5.2.4 串行数据输出/数据就绪 (SDO/DRDY)
        5. 7.5.2.5 数据就绪 (DRDY) 引脚
      3. 7.5.3  串行接口通信结构
        1. 7.5.3.1 SPI 帧
        2. 7.5.3.2 STATUS 标头
        3. 7.5.3.3 SPI CRC
      4. 7.5.4  器件命令
        1. 7.5.4.1 无操作（读取转换数据）
        2. 7.5.4.2 读取寄存器命令
        3. 7.5.4.3 写入寄存器命令
      5. 7.5.5  连续读取模式
        1. 7.5.5.1 在连续读取模式下读取寄存器
      6. 7.5.6  菊花链运行
      7. 7.5.7  3 线 SPI 模式
        1. 7.5.7.1 3 线 SPI 模式帧重新对齐
      8. 7.5.8  监控新转换数据
        1. 7.5.8.1 DRDY 引脚或 SDO/DRDY 引脚监控
        2. 7.5.8.2 读取 DRDY 位和转换计数器
        3. 7.5.8.3 时钟计数
      9. 7.5.9  DRDY 引脚行为
      10. 7.5.10 寄存器映射 CRC
      11. 7.5.11 转换数据格式
  9. 8 寄存器映射
    1. 8.1 状态和通用配置页面寄存器
    2. 8.2 步骤配置页面寄存器
  10. 9 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
      1. 9.1.1 串行接口连接
      2. 9.1.2 未使用的输入和输出
      3. 9.1.3 连接多个器件
      4. 9.1.4 器件初始化和启动序列发生器
      5. 9.1.5 序列发生器配置策略示例
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 软件可配置 RTD 测量输入
        1. 9.2.1.1 设计要求
        2. 9.2.1.2 详细设计过程
        3. 9.2.1.3 应用性能曲线图
        4. 9.2.1.4 设计变体 — 使用两个 IDAC 实现自动引线补偿的 3 线 RTD 测量
      2. 9.2.2 使用 2 线 RTD 通过冷端补偿进行热电偶测量
      3. 9.2.3 具有温度补偿的电阻式电桥传感器测量
      4. 9.2.4 自主电源监控
        1. 9.2.4.1 设计要求
        2. 9.2.4.2 详细设计过程
    3. 9.3 电源相关建议
      1. 9.3.1 电源
      2. 9.3.2 电源排序
      3. 9.3.3 电源去耦
    4. 9.4 布局
      1. 9.4.1 布局指南
      2. 9.4.2 布局示例
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 相关文档
    2. 10.2 接收文档更新通知
    3. 10.3 支持资源
    4. 10.4 商标
    5. 10.5 静电放电警告
    6. 10.6 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

9.2.4.2 详细设计过程

由于器件输入电压限制，使用 3.3V AVDD 电源为 ADS114S18 监控 3.3V 电源轨需要先衰减电源电压，然后再将信号馈送到 ADC 输入。请参阅建议运行条件 表中的最大绝对输入电压 规格。为了在设计中留出裕度，选择的电阻分压器值 R1 和 R2 应确保在 3.6V 电源轨电压下，模拟输入端的输入信号小于 2.5V。在此配置中，ADS114S18 可以使用增益 = 1 和内部 2.5V 基准来测量超过 3.5V 过压阈值的电源轨电压。使用 R1 = 50kΩ 和 R2 = 100kΩ 可将 3.3V 电压轨的标称 ADC 输入电压设置为 2.2V。3.5V 过压阈值可产生 2.33V 的输入电压、3.1V 欠压阈值和 2.07V 的输入电压。

该器件可以使用增益 = 1 和内部 2.5V 基准直接测量 1.8V 和 1.2V 电源轨，无需任何衰减。

在系统设计的下一步中，计算三个电压轨的数字比较器阈值。该设计采用 ADS114S18 的单极直接二进制编码，因为只需测量正输入电压。在此前提下，使用增益 = 1 和内部 2.5V 基准的 LSB 大小计算结果为：

方程式 39. LSB size = VREF / (Gain × 216) = 2.5V / 216 = 38.15μV

使用方程式 40 来计算三个电压轨的数字比较器高阈值和低阈值代码值。

方程式 40. Threshold Code = VThreshold / LSB size

例如，将 3.3V 电源轨欠压检测的数字比较器低阈值设置为 2.07V / 38.15μV = 54176，这相当于十六进制代码 D3A0h。

接下来，选择序列发生器操作。此示例使用三个序列步骤，每个电源轨测量一个步骤。使用序列发生器模式 SEQ_MODE[1:0] = 11b 以实现不需要任何主机交互的自主电源轨监控器。该监控系统示例在切换到下一个电压轨测量之前，对每个电压轨进行四次连续的测量。比较器警报计数器阈值设置为两次，以便每个步骤上的两次连续测量值需要超过阈值，然后再使比较器跳变。

所需的速度模式和数字滤波器设置取决于所需的系统故障检测时间。

按照ALERT 输出 部分所述，将 GPIO3 配置为低电平有效、推挽 ALERT 输出。此外，在 ALERT 引脚上添加一个下拉电阻器。在这种情况下，即使在 ADS114S18 断电或复位时，ALERT 引脚上的低电平也会向主机发出电源故障信号，因为 GPIO3 在器件复位期间恢复为高阻态 High-Z 输入。

表 9-4 总结了此示例的关键器件寄存器位设置。

表 9-4 电源监控寄存器位设置
寄存器位 序列步骤 0
3.3V 电源轨		 序列步骤 1
1.8V 电源轨		 序列步骤 2
1.2V 电源轨
状态和通用配置页
REF_VAL 1b（2.5V 内部基准）
GPIO3_CFG[1:0] 10b（GPIO3 配置为推挽数字输出）
ALERT_PIN_POL 0b（ALERT 输出是低电平有效）
GPIO3_SRC 1b（COMP_ALERTn 标志控制 GPIO3 输出）
SEQ_MODE[1:0] 11b（序列发生器持续启动新的序列运行）
STEP_INIT[4:0] 00000b（在序列步骤 0 上启动初始序列）
STEP_x_EN STEP_0_EN = 1b STEP_1_EN = 1b STEP_2_EN = 1b
步骤 x 配置页
STEPx_AINP[4:0] 00000b (AIN0) 00100b (AIN4) 01000b (AIN8)
STEPx_AINN[4:0] 10010b（选择内部 AVSS 连接作为负输入）
STEPx_REF_SEL[1:0] 00b（内部电压基准）
STEPx_GAIN[3:0] 0001b（增益 = 1）
STEPx_CODING 1b（单极标准二进制编码）
STEPx_NUM_CONV[4:0] 00011b（每步四次连续转换）
STEPx_COMP_HIGH_TH[15:0] EEEFh (2.33V) 无关 无关
STEPx_COMP_LOW_TH[15:8] D3A0h (2.07V) AD0Eh (1.69V) 73B6h (1.13V)
STEPx_COMP_NUM[1:0] 01b（两次超过阈值的连续转换会触发数字比较器）
STEPx_COMP_HIGH_TH_EN 1b 0b 0b
STEPx_COMP_LOW_TH_EN 1b