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

6.12 噪声性能

Δ-Σ (ΔΣ) 模数转换器 (ADC) 基于过采样原理。ΔΣ ADC 的输入信号在高频下（调制器频率）进行采样，随后在数字域中进行滤波和抽取，从而在相应输出数据速率下生成转换结果。调制器频率与输出数据速率的比值称为过采样率 (OSR)。通过增加 OSR 并降低输出数据速率， ADC 的噪声性能可以被优化。即当输出数据速率下降时，获取一个转换结果需要对内部调制器的更多样本求取平均值，因此输入参考噪声下降。

该 ADC 提供四种速度模式，从而在 ADC 分辨率、功耗和信号带宽之间作出权衡。这些模式为速度模式 3、速度模式 2、速度模式 1 和速度模式 0，器件功耗按降序排列。

数字滤波器提供了 sinc3、sinc4 和 sinc4 + sinc1 配置选项。sinc3 和 sinc4 滤波器提供高达 1.066MSPS（速度 3 模式）、533kSPS（速度 2 模式）、133kSPS（速度 1 模式）和 66.67kSPS（速度 0 模式）的数据速率。该器件还提供具有 50Hz/60Hz 同步抑制的定制 20SPS 和 25SPS 滤波器模式。

表 6-1 至表 6-3 总结了各种滤波器模式的噪声性能和产生的有效分辨率。

所示数据为以输入为基准的噪声结果 (en (RMS))（典型值），单位为 μVRMS，模拟输入端短接在一起，这些数据代表 TA = 25°C 时的典型性能。至少进行 1,000 次或 10 秒的连续转换（以先发生者为准）来测量 RMS 噪声 (en (RMS))。由于噪声具有随机性质，所以重复的噪声测量会产生更高或更低的噪声结果。

方程式 12 或方程式 13 根据所选的编码方案，使用测量所得的 μVRMS 数字计算有效分辨率。

方程式 12. Effective ResolutionBinary two's complement coding = ln[(FSR / en(RMS)] / ln(2)
方程式 13. Effective ResolutionUnipolar straight binary coding = ln[(0.5 × FSR) / en(RMS)] / ln(2)

其中：

  • FSR = 2 × VREF × 衰减系数
  • en(RMS) = 噪声电压 (RMS)

请注意，本节中的所有值都是使用 ±10V 输入范围生成的，因此 FSR = 20V。

以 μVPP 为单位的输入参考噪声 (en) 可以估算为 en(PP) = 6.6 × en(RMS)。根据所选编码方案，使用方程式 14 或方程式 15 从估算的 μVPP 数字计算无噪声分辨率。

方程式 14. Noise-free ResolutionBinary two's complement coding = ln[FSR / en(PP)] / ln(2)
方程式 15. Noise-free ResolutionUnipolar straight binary coding = ln[(0.5 × FSR) / en(PP)] / ln(2)

在评估 ADC 噪声性能时，请考虑外部元件对总噪声性能的影响。通过选择输入多路复用器的输入短路测试连接，可对 ADC 的噪声性能进行隔离评估。

表 6-1 Sinc3 和 Sinc4 滤波器噪声性能（VREF = 2.5V，V20 型号）
OSR 数据速率
(kSPS)		 噪声
（en(RMS)，µVRMS）(1)		 有效分辨率±10V 范围（位）
SINC3 SINC4 SINC3 SINC4
速度模式 3 (fMOD = 12.8MHz)
12 1066.67 1501.4 533.6 13.7 15.2
16 800 697.6 347.4 14.8 15.8
24 533.33 331.5 261.0 15.9 16.2
32 400 252.3 225.2 16.3 16.4
64 200 170.6 160.2 16.8 16.9
128 100 120.6 112.2 17.3 17.4
256 50 85.8 79.7 17.8 17.9
512 25 60.2 56.6 18.3 18.4
1,024 12.50 43.0 40.0 18.8 18.9
2,048 6.25 30.6 28.5 19.3 19.4
4,000 3.20 22.1 20.6 19.8 19.9
8,000 1.60 15.7 14.8 20.3 20.4
16,000 0.80 11.6 10.8 20.7 20.8
26,667 0.48 9.3 8.8 21.0 21.1
32,000 0.40 8.5 8.1 21.2 21.2
96,000 0.13 5.8 5.7 21.7 21.7
160,000 0.08 5.1 4.7 21.9 22.0
速度模式 2 (fMOD = 12.8MHz)
12 533.33 1490.5 483.3 13.7 15.3
16 400 664.6 283.5 14.9 16.1
24 266.67 282.3 206.8 16.1 16.6
32 200 203.5 176.9 16.6 16.8
64 100 134.3 124.2 17.2 17.3
128 50 93.6 86.9 17.7 17.8
256 25 66.5 62.0 18.2 18.3
512 12.50 47.1 44.0 18.7 18.8
1,024 6.25 33.4 31.2 19.2 19.3
2,048 3.13 23.4 22.0 19.7 19.8
4,000 1.60 16.9 15.8 20.2 20.3
8,000 0.80 11.9 11.2 20.7 20.8
16,000 0.40 8.6 8.1 21.2 21.2
26,667 0.24 6.8 6.4 21.5 21.6
32,000 0.20 6.3 5.9 21.6 21.7
96,000 0.07 3.9 3.7 22.3 22.4
160,000 0.04 3.1 3.0 22.6 22.7
速度模式 1 (fMOD = 1.6MHz)
12 133.33 1479.1 440.0 13.7 15.5
16 100 643.4 225.8 14.9 16.4
24 66.67 242.7 151.1 16.3 17.0
32 50 158.2 129.5 16.9 17.2
64 25 97.6 91.0 17.6 17.7
128 12.50 68.9 63.9 18.1 18.3
256 6.25 48.2 45.2 18.7 18.8
512 3.13 34.1 32.2 19.2 19.2
1,024 1.56 24.2 22.4 19.7 19.8
2,048 0.78 17.2 16.1 20.2 20.2
4,000 0.40 12.4 11.5 20.6 20.7
8,000 0.20 8.8 8.3 21.1 21.2
16,000 0.10 6.3 5.9 21.6 21.7
26,667 0.06 4.9 4.6 22.0 22.1
32,000 0.05 4.5 4.2 22.1 22.2
96,000 0.02 2.8 2.6 22.8 22.9
160,000 0.01 2.2 2.2 23.1 23.1
速度模式 0 (fMOD = 0.8MHz)
12 66.67 1471.0 431.4 13.7 15.5
16 50 641.5 222.1 14.9 16.5
24 33.33 237.7 145.1 16.4 17.1
32 25 154.5 125.1 17.0 17.3
64 12.50 94.3 87.6 17.7 17.8
128 6.25 65.9 62.0 18.2 18.3
256 3.13 46.5 43.7 18.7 18.8
512 1.56 33.0 30.8 19.2 19.3
1,024 0.78 23.3 21.9 19.7 19.8
2,048 0.39 16.6 15.5 20.2 20.3
4,000 0.20 11.9 11.1 20.7 20.8
8,000 0.10 8.4 7.9 21.2 21.3
16,000 0.05 6.1 5.5 21.7 21.8
26,667 0.03 4.7 4.3 22.0 22.1
32,000 0.03 4.4 4.0 22.1 22.2
96,000 0.01 2.7 2.5 22.8 23.0
160,000 0.01 2.1 2.0 23.2 23.2
(1) 由于 24 位量化限制，高 OSR 值会产生不同的噪声结果：2.5 V / 223 = 0.298μV / 代码。
表 6-2 Sinc4 + Sinc1 滤波器噪声性能 （VREF = 2.5V，V20 型号）
OSR 数据速率
(kSPS)		 噪声
（en(RMS)，µVRMS）(1)		 有效分辨率±10V 范围（位）
速度模式 3 (fMOD = 12.8MHz)

64 (32 × 2)

 200 194.1 16.7

128 (32 × 4)

 100 151.1 17.0

256 (32 × 8)

 50 110.5 17.5

512 (32 × 16)

 25 80.0 17.9

1024 (32 × 32)

 12.50 57.3 18.4

2048 (32 × 64)

 6.25 40.8 18.9

4000 (32 × 125)

 3.20 29.4 19.4

8000 (32 × 250)

 1.60 21.0 19.9

16000 (32 × 500)

 0.80 15.1 20.3

26656 (32 × 833)

 0.48 11.9 20.7

32000 (32 × 1000)

 0.40 11.1 20.8

96000 (32 × 3000)

 0.13 7.1 21.4

160000 (32 × 5000)

 0.08 6.2 21.6
速度模式 2 (fMOD = 6.4MHz)

64 (32 × 2)

 100 152.0 17.0

128 (32 × 4)

 50 117.4 17.4

256 (32 × 8)

 25 86.6 17.8

512 (32 × 16)

 12.50 62.7 18.3

1024 (32 × 32)

 6.25 44.3 18.8

2048 (32 × 64)

 3.13 31.4 19.3

4000 (32 × 125)

 1.60 22.7 19.8

8000 (32 × 250)

 0.80 16.0 20.3

16000 (32 × 500)

 0.40 11.5 20.7

26656 (32 × 833)

 0.24 9.0 21.1

32000 (32 × 1000)

 0.20 8.3 21.2

96000 (32 × 3000)

 0.07 5.0 21.9

160000 (32 × 5000)

 0.04 4.0 22.2
速度模式 1 (fMOD = 1.6MHz)

64 (32 × 2)

 25 110.7 17.5

128 (32 × 4)

 12.50 85.9 17.8

256 (32 × 8)

 6.25 63.4 18.3

512 (32 × 16)

 3.13 45.2 18.8

1024 (32 × 32)

 1.56 32.5 19.2

2048 (32 × 64)

 0.78 23.0 19.7

4000 (32 × 125)

 0.40 16.5 20.2

8000 (32 × 250)

 0.20 11.8 20.7

16000 (32 × 500)

 0.10 8.4 21.2

26656 (32 × 833)

 0.06 6.5 21.6

32000 (32 × 1000)

 0.05 6.0 21.7

96000 (32 × 3000)

 0.02 3.6 22.4

160000 (32 × 5000)

 0.01 2.8 22.8
速度模式 0 (fMOD = 0.8MHz)

64 (32 × 2)

 12.50 107.2 17.5

128 (32 × 4)

 6.25 82.4 17.9

256 (32 × 8)

 3.13 60.8 18.3

512 (32 × 16)

 1.56 43.7 18.8

1024 (32 × 32)

 0.78 31.2 19.3

2048 (32 × 64)

 0.39 22.3 19.8

4000 (32 × 125)

 0.20 16.0 20.3

8000 (32 × 250)

 0.10 11.4 20.7

16000 (32 × 500)

 0.05 8.1 21.2

26656 (32 × 833)

 0.03 6.3 21.6

32000 (32 × 1000)

 0.03 5.8 21.7

96000 (32 × 3000)

 0.01 3.5 22.5

160000 (32 × 5000)

 0.01 2.7 22.8
(1) 由于 24 位量化限制，高 OSR 值会产生不同的噪声结果：2.5 V / 223 = 0.298μV / 代码。

表 6-3 总结了具有 50Hz/60Hz 同步抑制功能的定制 20SPS 和 25SPS 滤波器模式的噪声性能和有效分辨率。

表 6-3 20SPS 滤波器和 25SPS 滤波器噪声性能（VREF = 2.5V，V20 型号）
速度模式 fMOD
(MHz)		 数据速率
(SPS)		 噪声
（en(RMS)，µVRMS）		 有效分辨率±10V 范围（位）
3 12.8 20 4.7 22.0
2 6.4 20 3.6 22.4
1 1.6 20 4.9 22.0
0 0.6 20 6.6 21.5
3 12.8 25 4.5 22.1
2 6.4 25 3.5 22.5
1 1.6 25 4.7 22.0
0 0.6 25 6.1 21.6