ZHCSOL1 December   2025 ADS125H18

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 时序图
    9. 5.9 典型特性
  7. 6 参数测量信息
    1. 6.1  失调电压误差测量
    2. 6.2  温漂测量
    3. 6.3  增益误差测量
    4. 6.4  增益漂移测量
    5. 6.5  NMRR 测量
    6. 6.6  CMRR 测量
    7. 6.7  PSRR 测量
    8. 6.8  SNR 测量
    9. 6.9  INL 误差测量
    10. 6.10 THD 测量
    11. 6.11 SFDR 测量
    12. 6.12 噪声性能
    13. 6.13 TUE（总体未调整误差）测量
  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  分压器和输入多路复用器
      2. 7.3.2  输入范围
      3. 7.3.3  ADC 基准电压
      4. 7.3.4  电源
        1. 7.3.4.1 AVDD 和 AVSS
        2. 7.3.4.2 IOVDD
        3. 7.3.4.3 CAPA 和 CAPD
        4. 7.3.4.4 上电复位 (POR)
      5. 7.3.5  时钟运行
        1. 7.3.5.1 内部振荡器
        2. 7.3.5.2 外部时钟
      6. 7.3.6  调制器
      7. 7.3.7  数字滤波器
        1. 7.3.7.1 数字滤波器延时
        2. 7.3.7.2 Sinc3 和 Sinc4 滤波器
        3. 7.3.7.3 Sinc4 + Sinc1 级联滤波器
        4. 7.3.7.4 50/60Hz 陷波滤波器
      8. 7.3.8  FIFO 缓冲器
        1. 7.3.8.1 FIFO 缓冲器读取与写入
        2. 7.3.8.2 FIFO 溢出和下溢
        3. 7.3.8.3 FIFO 深度指示器
        4. 7.3.8.4 FIFO 启用和清空
        5. 7.3.8.5 FIFO 阈值
      9. 7.3.9  通道自动序列发生器
        1. 7.3.9.1 自动序列发生器：基本操作
        2. 7.3.9.2 定序器模式
          1. 7.3.9.2.1 单次触发模式
          2. 7.3.9.2.2 单步连续转换模式
          3. 7.3.9.2.3 单次序列模式
          4. 7.3.9.2.4 连续序列模式
        3. 7.3.9.3 配置自动序列发生器
        4. 7.3.9.4 启动和停止序列发生器
        5. 7.3.9.5 自动序列发生器和 DRDY 行为
      10. 7.3.10 偏移和增益校准
      11. 7.3.11 数字 PGA
      12. 7.3.12 通用 IO (GPIO)
        1. 7.3.12.1 DRDY 输出
        2. 7.3.12.2 FAULT 输出
      13. 7.3.13 开路电流源 (OWCS)
      14. 7.3.14 使用 ADC 0 代码输出进行开路检测
      15. 7.3.15 系统监控器
        1. 7.3.15.1 内部短路（失调电压校准）
        2. 7.3.15.2 内部温度传感器
        3. 7.3.15.3 外部基准电压回读
        4. 7.3.15.4 电源回读
        5. 7.3.15.5 电阻分压器电源回读
      16. 7.3.16 监测器标志、指示器和计数器
        1. 7.3.16.1  复位（RESETn 标志）
        2. 7.3.16.2  AVDD 欠压监测器（AVDD_UVn 标志）
        3. 7.3.16.3  基准欠压监测器（REV_UVn 标志）
        4. 7.3.16.4  调制器超范围监测器（MOD_OVR_FAULTn 标志）
        5. 7.3.16.5  寄存器映射 CRC（REG_MAP_CRC_FAULTn 标志）
        6. 7.3.16.6  存储器映射 CRC（MEM_INTERNAL_FAULTn 标志）
        7. 7.3.16.7  FIFO 溢出（FIFO_OFn 标志）和 FIFO 下溢（FIFO_UFn 标志）
        8. 7.3.16.8  FIFO CRC 故障（FIFO_CRC_FAULTn 标志）
        9. 7.3.16.9  GPIO 读回
        10. 7.3.16.10 SPI CRC 故障（SPI_CRC_FAULTn 标志）
        11. 7.3.16.11 寄存器写入故障（REG_WRITE_FAULTn 标志）
        12. 7.3.16.12 DRDY 指示器（DRDY 位）
        13. 7.3.16.13 序列发生器有效指示器（SEQ_ACTIVE 位）
        14. 7.3.16.14 序列步骤指示器 (STEP_INDICATOR[4:0])
        15. 7.3.16.15 ADC 转换计数器 (CONV_COUNT[3:0])
        16. 7.3.16.16 FIFO 深度指示器 (FIFO_DEPTH[8:0])
        17. 7.3.16.17 已完成序列计数器 (SEQ_COUNT[3:0])
      17. 7.3.17 测试 DAC (TDAC)
      18. 7.3.18 并行后置滤波器
        1. 7.3.18.1 配置并行后置滤波器
        2. 7.3.18.2 并行后置滤波器的频率响应
        3. 7.3.18.3 趋稳时间和使用后置滤波器时的 DRDY 行为
        4. 7.3.18.4 建议后置滤波器设置示例
      19. 7.3.19 芯片选择转发
        1. 7.3.19.1 配置 CS 转发功能
        2. 7.3.19.2 CS 转发超时
        3. 7.3.19.3 CS 转发标头、帧和状态图
        4. 7.3.19.4 禁用 CS-FWD 模式
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 功率可扩展速度模式
      2. 7.4.2 序列发生器功能模式
      3. 7.4.3 空闲模式和待机模式
      4. 7.4.4 断电模式
      5. 7.4.5 复位
        1. 7.4.5.1 RESET 引脚
        2. 7.4.5.2 通过 SPI 寄存器写入进行复位
        3. 7.4.5.3 通过 SPI 输入模式进行复位
      6. 7.4.6 同步
      7. 7.4.7 转换开始延迟时间
    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 接头
        3. 7.5.3.3 SPI CRC
      4. 7.5.4  设备命令
        1. 7.5.4.1 无操作
        2. 7.5.4.2 读取转换数据
        3. 7.5.4.3 读取寄存器命令
        4. 7.5.4.4 写入寄存器命令
        5. 7.5.4.5 读取 FIFO 缓冲器命令
      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转换数据
        2. 7.5.5.2 在连续读取模式下读取寄存器
        3. 7.5.5.3 在连续读取模式下读取 FIFO 缓冲器
      6. 7.5.6  POR 或复位之后的 SPI 通信
      7. 7.5.7  DRDY 引脚行为
      8. 7.5.8  菊花链运行
      9. 7.5.9  3 线 SPI 模式
        1. 7.5.9.1 3 线 SPI 模式帧重新对齐
      10. 7.5.10 转换数据
      11. 7.5.11 数据就绪
        1. 7.5.11.1 DRDY 引脚和 SDO/DRDY 引脚
        2. 7.5.11.2 DRDY 位
        3. 7.5.11.3 时钟计数
    6. 7.6 寄存器映射
      1. 7.6.1 ADS125H18 状态和通用配置页面
      2. 7.6.2 ADS125H18 步骤配置页面
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
      1. 8.1.1 串行接口连接
      2. 8.1.2 与多个器件接口
      3. 8.1.3 未使用的输入和输出
      4. 8.1.4 器件初始化
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 2 端子 V/I PLC 模拟输入模块
        1. 8.2.1.1 设计要求
        2. 8.2.1.2 详细设计过程
        3. 8.2.1.3 应用性能曲线图 - 串扰
      2. 8.2.2 3 端子 V/I PLC 模拟输入模块
      3. 8.2.3 具有固态开关的 2 端子 V/I PLC 模拟输入模块
      4. 8.2.4 双端子、单端 V/I PLC 模拟输入模块
      5. 8.2.5 2 端子、I 输入 PLC 模拟输入模块
    3. 8.3 电源相关建议
      1. 8.3.1 电源
      2. 8.3.2 电源排序
      3. 8.3.3 电源去耦
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
      2. 8.4.2 布局示例
  10. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 文档支持
      1. 9.1.1 相关文档
    2. 9.2 接收文档更新通知
    3. 9.3 支持资源
    4. 9.4 商标
    5. 9.5 静电放电警告
    6. 9.6 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息

7.3.1 分压器和输入多路复用器

ADS125H18 有 17 个电压输入引脚，即 AIN0 至 AIN15 和 VINCOM。每个引脚连接到一个电阻分压器和内部多路复用器。多路复用器使这些输入端可以配置为输入对。多路复用器输出端连接到集成的真正轨到轨缓冲器的输入端。ADS125H18 最多可以控制 16 个活跃通道。ADS125H18 可以设置为最多拥有 16 路单端输入或 8 路全差动输入，或者单端和差动输入的组合。启用通道自动序列发生器时，通道会按照序列发生器配置所给出的顺序自动排序。有关详细信息，请参阅 通道自动序列发生器 部分。

图 7-1 的简化电路表示模拟输入结构，其中包括电阻分压器、输入多路复用器、ESD 二极管和轨到轨输入缓冲器。

对于器件型号 ADS125H18-V12、ADS125H18-V20 和 ADS125H18-V40，模拟输入端 AIN0 至 AIN15 上的分压器表现出的电阻比如 表 7-3 所示。分压器由精密匹配电阻器组成，可在单一 5V 电源供电下实现如 表 7-3 所示的输入电压范围。

表 7-1 电阻分压器实现和输入范围，Vref = 2.5V
器件型号 R1 R2 = R3

衰减

系数

 绝对输入电压范围
V12 1.125MΩ 375kΩ 7

±12.5V
V20 250kΩ 10

±20.5V
V40 125kΩ 19

±40.5V

输入多路复用器可控制在每个序列步骤中将哪些信号路由到 ADC 的正负输入端。可使用 STEPx_AIN[4:0] 位（x = 0 至 31）以及 STEPx_SYS_MON[3:0] 位（x = 0 至 31）配置输入多路复用器。

输入多路复用器允许将以下输入连接到 ADC：

  • 当选择 AINCOM 作为负多路复用器输入时，单端测量配置中十六个模拟输入（AIN0 至 AIN15）中的任何一个。输入电压以 RESN 引脚电压为基准进行测量。
  • 当一个输入连接到正 ADC 输入，另一个输入连接到负 ADC 输入时，采用差分测量配置的十六个模拟输入（AIN0 至 AIN15）中的选定对。差动输入按以下配对方式进行配对：AIN0 与 AIN1、AIN2 与 VIN3、AIN4 与 AIN5、AIN6 与 AIN7、AIN8 与 AIN9、AIN10 与 AIN11、AIN12 与 AIN13 以及 AIN14 与 AIN15。
  • 内部短接至 AVSS。可使用此设置对 ADC 进行自偏移校准。可使用 STEPx_SYS_MON[3:0] 位（x = 0 至 31）选择内部短接。
  • 任何内部系统监测器，例如模拟电源 (AVDD-AVSS)/3、数字电源 (IOVDD-DGND)/3、内部子稳压电源 (CAPA-AVSS) 或 (CAPD-AVSS) 或基准电压 (REFP-REFN)/3。可使用 STEPx_SYS_MON[3:0] 位（x = 0 至 31）选择系统监测器。
  • 内部温度传感器。可使用 STEPx_SYS_MON[3:0] 位（x = 0 至 31）选择内部温度传感器。
  • 由测试 DAC 提供的 DC 测试信号。可使用 STEPx_TDAC_VAL[4:0] 和 STEPx_TDAC_SEL[4:0] 位（x = 0 至 31）选择测试 DAC 信号。
ADS125H18 分压器和输入多路复用器 图 7-1 分压器和输入多路复用器

表 7-2 展示了 图 7-1 中所述的输入多路复用器电路的开关配置。

表 7-2 输入多路复用器配置

STEPx_INP[4:0]

（x = 0 至 31）

 SWITCH 说明
00000b S1 选择 AIN0-RESN
00001b S3 选择 AIN1-RESN
00010b S5 选择 AIN2-RESN
00011b S7 选择 AIN3-RESN
... ... ...
01110b S29 选择 AIN14-RESN
01111b S31 选择 AIN15-RESN
10000b Sxx 选择 AIN0-AIN1
10001b Sxx 选择 AIN2-AIN3
10020b Sxx 选择 AIN4-AIN5
10011b Sxx 选择 AIN6-AIN7
10100b Sxx 选择 AIN8-AIN9
10101b Sxx 选择 AIN10-AIN11
10110b Sxx 选择 AIN12-AIN13
10111b Sxx 选择 AIN14-AIN15
所有其他代码 不适用 所有开关均断开

ADC 的模拟输入为差分输入，输入定义为差分电压：VIN = VAINP – VAINN，其中 AINP 和 AINN 表示任何选定的模拟输入对。为了获得出色性能，使用差分信号驱动输入，共模电压以 1/2 Vs（即 (AVDD + AVSS) / 2）为中心。

通过相应地配置 AVDD 和 AVSS，ADC 可接受单极或双极输入信号。单极差分输入信号 展示了在单极电源配置下的差分信号示例。当共模电压处于 1/2 Vs (AVDD / 2) 时，可提供对称输入电压余量。对于单极运行，使用 AVDD = 5V 和 AVSS = 0V（在低速模式下，AVDD 可降至 3V）。双极差分输入信号 显示了双极配置下的差分信号示例。信号的共模电压通常为 0V。对于双极运行，使用 AVDD 和 AVSS = ±2.5V（在低速模式下，AVDD 和 AVSS 可降至 ±1.5V）。

ADS125H18 单极差分输入信号图 7-2 单极差分输入信号
ADS125H18 双极差分输入信号图 7-3 双极差分输入信号

在双极和单极电源配置中，ADC 都通过将 AINN 输入连接到 AVSS、地或 1/2 Vs 来接受单端输入信号。但是，由于 AINN 现在是固定电压，ADC 的电压范围受 AINP 的输入摆幅范围的限制（5V 电源为 ±2.5V 或 0V 至 5V）。