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发布时间：2022-06-14 发布人：admin 分类：说明书资料大小：1.56M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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1 特性

2 应用

3 说明

4 修订历史记录

5 器件比较表

6 引脚配置和功能

7 技术规格

7.1 绝对最大额定值

7.2 ESD 额定值

7.3 建议的工作条件

7.4 热性能信息

7.5 电气特性

7.6 时序要求：串行接口

7.7 开关特性：串行接口

7.8 典型特性

8 参数测量信息

8.1 噪声性能

9 详细说明

9.1 概要

9.2 功能框图

9.3 特性描述

9.3.1 多路复用器

9.3.2 模拟输入

9.3.3 满量程范围 (FSR) 和最低有效位 (LSB) 大小

9.3.4 电压基准

9.3.5 振荡器

9.3.6 温度传感器

9.3.6.1 由温度转换为数字代码

9.3.6.2 由数字代码转换为温度

9.4 器件功能模式

9.4.1 复位和上电

9.4.2 工作模式

9.4.2.1 单次转换模式与断电

9.4.2.2 连续转换模式

9.4.3 低功耗状态的占空比

9.5 编程

9.5.1 串行接口

9.5.2 片选 (CS)

9.5.3 串行时钟 (SCLK)

9.5.4 数据输入 (DIN)

9.5.5 数据输出与数据就绪 (DOUT/DRDY)

9.5.6 数据格式

9.5.7 获取数据

9.5.7.1 32 位数据传输周期

9.5.7.2 16 位数据传输周期

9.6 寄存器映射

9.6.1 转换寄存器 [复位 = 0000h]

9.6.2 配置寄存器 [复位 = 058Bh]

10 应用和实施

10.1 应用信息

10.1.1 串行接口连接

10.1.2 用于通信的 GPIO 端口

10.1.3 模拟输入滤波

10.1.4 单端输入

10.1.5 连接多个器件

10.1.6 伪代码示例

10.2 典型应用

10.2.1 设计要求

10.2.2 详细设计流程

10.2.3 应用曲线

11 电源相关建议

11.1 电源排序

11.2 电源去耦

12 布局布线

12.1 布局布线指南

12.2 布局示例

13 器件和文档支持

13.1 文档支持

13.1.1 相关文档

13.2 社区资源

13.3 商标

13.4 静电放电警告

13.5 术语表

14 机械、封装和可订购信息

ADS1118 具具有有内内部部基基准准和和温温度度传传感感器器的的兼兼容容 SPI™的的 16 位位 ADS1118 ZHCSEE1E –OCTOBER 2010–REVISED OCTOBER 2015 模模数数转转换换器器 1 特特性性 1• 超小型 X2QFN 封装： 2mm × 1.5mm × 0.4mm • 宽电源电压范围：2V 至 5.5V • 低流耗： – 连续模式：只有 150μA – 单次模式：自动断电 • 可编程数据传输速率： 8SPS 至 860SPS • 单周期稳定 • 内部低漂移电压基准 • 内部温度传感器： 0.5°C（最大值）误差：0°C 至 70°C • 内部振荡器 • 内部可编程增益放大器 (PGA) • 四路单端或两个差分输入 2 应应用用 • 温度测量： – 热电偶测量 – 冷结点补偿 – 热敏电阻测量 • 便携式仪表 • 工厂自动化和过程控制 3 说说明明 ADS1118 是一款高精度的低功耗 16 位模数转换器 (ADC)。该器件采用超小型无引线 X2QFN-10 封装或超薄小外形尺寸 VSSOP-10 封装，具备测量最常见传感器信号所需的全部功能。ADS1118 集成了可编程增益放大器 (PGA)、电压基准、振荡器和高精度温度传感器。凭借这些功能以及 2V 至 5.5V 的宽电源电压范围，ADS1118 非常适用于功率及空间受限型传感器测量应用。 ADS1118 数据转换速率最高可达每秒 860 次采样 (SPS)。PGA 的输入范围为 ±256mV 至 ±6.144V，能够以高分辨率测量大信号和小信号。该器件通过输入多路复用器 (MUX) 测量双路差分输入或四路单端输入。高精度温度传感器用于系统级温度监控或对热电偶进行冷结点补偿。 ADS1118 可选择以连续转换模式或单次模式运行。该器件在单次模式下完成一次转换后自动断电。在空闲状态下，单次模式会显著降低流耗。所有数据均通过串行外设接口 (SPI™) 进行传输。ADS1118 的额定工作温度范围为 -40°C 至 +125°C。器器件件信信息息(1) 器器件件型型号号 ADS1118 封封装装尺尺寸寸（（标标称称值值）） 1.50mm x 2.00mm 3.00mm x 3.00mm (1) 要了解所有可用封装，请见数据表末尾的可订购产品附录。封封装装 X2QFN (10) VSSOP (10) K 型型热热电电偶偶测测量量使使用用集集成成温温度度传传感感器器进进行行冷冷结结点点补补偿偿 1 An IMPORTANT NOTICE at the end of this data sheet addresses availability, warranty, changes, use in safety-critical applications, intellectual property matters and other important disclaimers. PRODUCTION DATA. English Data Sheet: SBAS457 Digital FilterandInterfaceOscillatorVoltage ReferenceTemperatureSensorMuxPGA16-bitßADCAIN0AIN1SCLKCSVDDGNDDOUT/DRDYDINADS11180.1 FAIN2AIN33.3 V3.3 V3.3 VProductFolderSample &BuyTechnicalDocumentsTools &SoftwareSupport &CommunityReferenceDesign

ADS1118 ZHCSEE1E –OCTOBER 2010–REVISED OCTOBER 2015 www.ti.com.cn 目目录录 1 特特性性.......................................................................... 1 2 应应用用.......................................................................... 1 3 说说明明.......................................................................... 1 4 修修订订历历史史记记录录 ........................................................... 2 5 器器件件比比较较表表............................................................... 4 6 引引脚脚配配置置和和功功能能........................................................ 4 7 技技术术规规格格................................................................... 5 7.1 绝对最大额定值 ......................................................... 5 7.2 ESD 额定值............................................................... 5 7.3 建议的工作条件 ......................................................... 5 7.4 热性能信息 ................................................................ 5 7.5 电气特性.................................................................... 6 7.6 时序要求：串行接口.................................................. 8 7.7 开关特性：串行接口.................................................. 8 7.8 典型特性.................................................................... 9 8 参参数数测测量量信信息息 ......................................................... 15 8.1 噪声性能.................................................................. 15 9 详详细细说说明明................................................................. 16 9.1 概要 ......................................................................... 16 9.2 功能框图.................................................................. 16 4 修修订订历历史史记记录录注：之前版本的页码可能与当前版本有所不同。 9.3 特性描述.................................................................. 17 9.4 器件功能模式........................................................... 21 9.5 编程 ......................................................................... 22 9.6 寄存器映射 .............................................................. 25 10 应应用用和和实实施施 ............................................................ 27 10.1 应用信息................................................................ 27 10.2 典型应用 ............................................................... 32 11 电电源源相相关关建建议议......................................................... 35 11.1 电源排序................................................................ 35 11.2 电源去耦................................................................ 35 12 布布局局布布线线................................................................ 36 12.1 布局布线指南......................................................... 36 12.2 布局示例................................................................ 37 13 器器件件和和文文档档支支持持 ..................................................... 38 13.1 文档支持................................................................ 38 13.2 社区资源................................................................ 38 13.3 商标 ....................................................................... 38 13.4 静电放电警告......................................................... 38 13.5 术语表 ................................................................... 38 14 机机械械、、封封装装和和可可订订购购信信息息....................................... 38 Changes from Revision D (October 2013) to Revision E Page • 已添加 ESD 额定值表，特性描述部分，噪声性能部分，器件功能模式部分，应用和实施部分，电源相关建议部分，布局部分，器件和文档支持部分，机械封装和可订购信息部分 .................................................................................................. 1 • 已更改标题，描述部分，特性部分和首页框图........................................................................................................................ 1 • 已将标题由产品系列更改为器件比较表并删除了封装标识符列............................................................................................... 4 • 已更新描述并更改了引脚配置和功能表中的 I/O 列名称.......................................................................................................... 4 • 已更改数字输入电压范围，并且添加 TJ 的最小规范值到绝对最大额定值表.......................................................................... 5 • 已添加差分输入阻抗规范至电气特性..................................................................................................................................... 6 • 已更改时序要求：串行接口中的条件说明 .............................................................................................................................. 8 • 将 tCSDOD、tDOPD 和 tCSDOZ 参数由时序要求移至开关特性 ...................................................................................................... 8 • 将 tCSDOD 和 tCSDOZ 值由 MIN 列移至 MAX 列。 ..................................................................................................................... 8 • 已删除噪声与输入信号的关系、噪声与电源电压的关系和噪声与输入信号的关系图 ............................................................. 9 • 已更新概述部分并删除了功能框图中的“增益 = 2/3、1、2、4、8 或 16”.............................................................................. 16 • 已更新模拟输入部分 ............................................................................................................................................................. 18 • 已更新满量程范围 (FSR) 和 LSB 大小部分 .......................................................................................................................... 19 • 已更新复位和上电部分.......................................................................................................................................................... 21 • 已更新 32 位数据传输周期部分............................................................................................................................................. 24 • 已更新寄存器映射部分.......................................................................................................................................................... 25 • 已更新应用信息部分 ............................................................................................................................................................. 27 • 已更新图 48 .......................................................................................................................................................................... 30 • 已删除具有冷端温度的热电偶测量部分并将图 50 移至典型应用部分.................................................................................. 32 2 版权 © 2010–2015, Texas Instruments Incorporated

www.ti.com.cn ADS1118 ZHCSEE1E –OCTOBER 2010–REVISED OCTOBER 2015 Changes from Revision C (February 2013) to Revision D Page • 已删除器件图形...................................................................................................................................................................... 1 • 已更改图 44 中的 bit 1 至 NOP0 ......................................................................................................................................... 25 • 已更改图 44 中的 NOP 位说明：将 bit [2:0] 更改为 bit [2:1] 并将 NOP 更改为 NOP[1:0] .................................................. 26 Changes from Revision B (August 2012) to Revision C Page • 更改后的文档符合最新标准..................................................................................................................................................... 1 • 已更改 “低流耗”特性要点中的“单次模式”特性要点 .................................................................................................................. 1 • 已更改 “内部温度传感器”特性要点 .......................................................................................................................................... 1 • 已更改描述部分...................................................................................................................................................................... 1 • 已更改产品系列表.................................................................................................................................................................. 4 • 已更改引脚说明表中的功能列名称......................................................................................................................................... 4 • 已更改模拟输入，满量程输入电压范围参数行（位于电气特性表 .......................................................................................... 5 • 已更改电气特性表中的脚注 1 和 2......................................................................................................................................... 5 • 已更改电气特性表的条件 ....................................................................................................................................................... 6 • 已更改电气特性表中的系统性能，积分非线性和增益误差测试条件 ...................................................................................... 6 • 已更改电气特性表中的前两个温度传感器，温度传感器精度参数测试条件............................................................................ 6 • 已更改电源要求，电源电流参数测试条件（位于电气特性表中） .......................................................................................... 7 • 已更改时序要求：串行接口时序表的脚注 3.......................................................................................................................... 8 • 已更新图 3 ............................................................................................................................................................................. 9 • 已更新图 9 ............................................................................................................................................................................. 9 • 已更改图 11 至图 14 的标题 .................................................................................................................................................. 9 • 已更新图 15 和图 33............................................................................................................................................................. 10 • 已更改图 21 至图 25 中的条件 ............................................................................................................................................ 12 • 已添加图 20 ......................................................................................................................................................................... 12 • 已更改图 27 至图 31 中的注释 ............................................................................................................................................ 13 • 已更改概述部分.................................................................................................................................................................... 16 • 已更新多路复用器部分.......................................................................................................................................................... 17 • 已更改满量程输入部分......................................................................................................................................................... 19 • 已更改电压基准部分 ............................................................................................................................................................ 19 • 已更改振荡器部分................................................................................................................................................................ 19 • 已添加乘法点至由数字代码转换为温度部分中的示例等式................................................................................................... 20 • 已更改串行接口、片选、串行时钟、数据输入以及数据输出和数据就绪部分 ...................................................................... 22 • 已更改获取数据部分 ............................................................................................................................................................ 23 • 已更改寄存器部分................................................................................................................................................................ 25 • 已更改混叠，复位和上电，工作模式和低功耗状态的占空比部分 ........................................................................................ 27 • 已更新图 50 ......................................................................................................................................................................... 32 Changes from Revision A (July 2011) to Revision B Page • 已添加 (VSSOP) 至图 20 至图 25 的标题............................................................................................................................. 12 • 已添加图 26 至图 31 ........................................................................................................................................................... 13 版权 © 2010–2015, Texas Instruments Incorporated 3

ADS1118 ZHCSEE1E –OCTOBER 2010–REVISED OCTOBER 2015 5 器器件件比比较较表表 www.ti.com.cn 器器件件 ADS1118 ADS1018 ADS1115 ADS1114 ADS1113 ADS1015 ADS1014 ADS1013 分分辨辨率率（（位位））最最高高采采样样率率 (SPS) 16 12 16 16 16 12 12 12 860 3300 860 860 860 3300 3300 3300 输输入入通通道道差差分分（（单单端端）） 2 (4) 2 (4) 2 (4) 1 (1) 1 (1) 2 (4) 1 (1) 1 (1) PGA 接接口口特特殊殊特特性性有有有有无有有无串行外设接口 (SPI) SPI I2C I2C I2C I2C I2C I2C 温度传感器温度传感器比较器比较器无比较器比较器无 6 引引脚脚配配置置和和功功能能 RUG 封封装装 10 引引脚脚 X2QFN 顶顶视视图图 DGS 封封装装 10 引引脚脚 VSSOP 顶顶视视图图引引脚脚名名称称 SCLK CS GND AIN0 AIN1 AIN2 AIN3 VDD DOUT/DRDY DIN 引引脚脚功功能能说说明明串行时钟输入片选；低电平有效。如果不使用该引脚，则接 GND 引脚。接地模拟输入 0。如果不使用该引脚，则保持断开状态或与 VDD 相连。模拟输入 1。如果不使用该引脚，则保持断开状态或与 VDD 相连。模拟输入 2。如果不使用该引脚，则保持断开状态或与 VDD 相连。模拟输入 3。如果不使用该引脚，则保持断开状态或与 VDD 相连。电源。将一个 100nF 电源去耦电容与 GND 相连。与数据就绪相结合的串行数据输出；低电平有效串行数据输入类类型型数字输入数字输入电源模拟输入模拟输入模拟输入模拟输入电源数字输出数字输入版权 © 2010–2015, Texas Instruments Incorporated 编编号号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4 12345109876SCLKGNDAIN0AIN1DINVDDAIN3AIN2CSDOUT/DRDYAIN1DIN5101234SCLKCSGNDAIN0AIN1DIN9876DOUT/DRDYVDDAIN3AIN2

www.ti.com.cn 7 技技术术规规格格 7.1 绝绝对对最最大大额额定定值值在工作环境温度范围内（除非另外注明）(1) ADS1118 ZHCSEE1E –OCTOBER 2010–REVISED OCTOBER 2015 电源电压模拟输入电压数字输入电压输入电流，连续温度 VDD 至 GND AIN0、AIN1、AIN2、AIN3 DIN、DOUT/DRDY、SCLK、CS 除电源引脚外的全部引脚结温，TJ 储存，Tstg 最最小小值值 -0.3 GND – 0.3 GND – 0.3 –10 –40 –60 最最大大值值 5.5 VDD + 0.3 VDD + 0.3 10 150 150 单单位位 V V V mA °C (1) 超出绝对最大额定值下列出的应力值可能会对器件造成永久损坏。这些仅为在应力额定值下的工作情况，对于额定值下的器件的功能性操作以及在超出推荐的操作条件下的任何其它操作，在此并未说明。在绝对最大额定值条件下长时间运行会影响器件可靠性。 7.2 ESD 额额定定值值 V(ESD) 静电放电人体放电模式 (HBM)，符合 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001(1) 充电器件模式 (CDM)，符合 JEDEC 规范 JESD22-C101(2) 值值 ±4000 ±1000 单单位位 V (1) (2) JEDEC 文档 JEP155 规定：500V HBM 能够在标准 ESD 控制流程下安全生产。 JEDEC 文档 JEP157 规定：250V CDM 能够在标准 ESD 控制流程下安全生产。 7.3 建建议议的的工工作作条条件件在工作环境温度范围内（除非另外注明）最最小小值值标标称称值值最最大大值值单单位位电源电电源源 VDD 模模拟拟输输入入(1) FSR V(AINx) 绝对输入电压数数字字输输入入满量程输入电压范围(2)中）输入电压 VDD 至 GND VIN = V(AINP) - V(AINN) 请参见表 3 2 GND GND 工作环境温度温温度度范范围围 TA (1) AINP 和 AINN 表示选择的正负输入。AINx 表示提供的四个模拟输入之一。 (2) 该参数表示 ADC 调节的满量程范围。针对此器件施加的电压不得超过 VDD + 0.3V 或 5.5V（二者中较小的电压）。 –40 5.5 VDD VDD V V V 125 °C 7.4 热热性性能能信信息息热热指指标标(1) ADS1118 DGS (VSSOP) RUG (X2QFN) 结至环境热阻结至电路板热阻结至外壳（顶部）热阻 RθJA RθJC(top) RθJB ψJT ψJB RθJC(bot) (1) 有关传统和新热指标的更多信息，请参见《半导体和 IC 封装热指标》应用报告，SPRA953。管结至电路板的特征参数管结至顶部的特征参数结至外壳（底部）热阻 10 引引脚脚 186.8 51.5 108.4 2.7 106.5 无 10 引引脚脚 245.2 69.3 172 8.2 170.8 无单单位位 °C/W °C/W °C/W °C/W °C/W °C/W 版权 © 2010–2015, Texas Instruments Incorporated 5

ADS1118 ZHCSEE1E –OCTOBER 2010–REVISED OCTOBER 2015 www.ti.com.cn 7.5 电电气气特特性性最大规范值和最小规范值适用于 TA = –40°C 至 +125°C 的温度范围。典型规范值在 TA = 25°C 下测定。所有规范值均在 VDD = 3.3V、数据传输速率 = 8 SPS、满量程范围 (FSR) = ±2.048V 的情况下测得（除非另外注明）。参参数数测测试试条条件件最最小小值值典典型型值值最最大大值值单单位位模模拟拟输输入入共模输入阻抗差分输入阻抗 FSR = ±6.144V(1) FSR = ±4.096V(1)，FSR = ±2.048V FSR = ±1.024V FSR = ±0.512V，FSR = ±0.256V FSR = ±6.144V(1) FSR = ±4.096V(1) FSR = ±2.048V FSR = ±1.024V FSR = ±0.512V，FSR = ±0.256V 8 6 3 100 22 15 4.9 2.4 710 系系统统性性能能分辨率（无代码丢失） DR 数据传输速率数据传输速率变化全部数据传输速率 16 8、16、32、64、128、250、475、860 -10% 10% 请参见噪声性能部分 MΩ MΩ kΩ 位 SPS 输出噪声 INL 积分非线性偏移误差偏移漂移偏移电源抑制偏移通道匹配增益误差(3) 增益漂移(3)(4) 增益电源抑制增益匹配(3) 增益通道匹配 CMRR 共模抑制比温温度度传传感感器器温度范围温度分辨率精度 DR = 8SPS，FSR = ±2.048V(2) FSR = ±2.048V，差分输入 FSR = ±2.048V，单端输入 FSR = ±2.048V FSR = ±2.048V，直流电源变化在任意两输入间匹配 FSR = ±2.048V，TA = 25°C FSR = ±0.256V FSR = ±2.048V FSR = ±6.144V(1) 在任意两增益间匹配在任意两输入间匹配直流条件下的 FSR = ±0.256V 直流条件下的 FSR = ±2.048V 直流条件下的 FSR = ±6.144V(1) fCM = 50Hz，DR = 860SPS fCM = 60Hz，DR = 860SPS TA = 0°C 至 70°C TA = -40°C 至 +125°C 对电源电压的敏感度 ±0.1 ±0.25 0.002 0.2 0.6 0.01% 7 5 5 10 0.01% 0.01% 105 100 90 105 105 0.03125 0.2 0.4 0.03125 1 最低有效位 (LSB) ±2 LSB LSB/°C LSB/V LSB 0.15% 40 ppm/°C ppm/V 0.1% 0.1% dB 125 °C °C/LSB ±0.5 ±1 ±0.25 °C °C/V –40 (1) 该参数表示 ADC 调节的满量程范围。针对此器件施加的电压不得超过 VDD + 0.3V 或 5.5V（二者中较小的电压）。 (2) 最佳适配 INL；覆盖满量程范围的 99%。 (3) 包含所有板载 PGA 和电压基准产生的误差。 (4) 最大值由特性决定。 6 版权 © 2010–2015, Texas Instruments Incorporated

www.ti.com.cn ADS1118 ZHCSEE1E –OCTOBER 2010–REVISED OCTOBER 2015 电电气气特特性性 (接接下下页页) 最大规范值和最小规范值适用于 TA = –40°C 至 +125°C 的温度范围。典型规范值在 TA = 25°C 下测定。所有规范值均在 VDD = 3.3V、数据传输速率 = 8 SPS、满量程范围 (FSR) = ±2.048V 的情况下测得（除非另外注明）。参参数数测测试试条条件件最最小小值值典典型型值值最最大大值值单单位位高电平输入电压数数字字输输入入/输输出出 VIH VIL 低电平输入电压 VOH 高电平输出电压 VOL 低电平输出电压 IH IL 电电源源输入漏电流，高电平输入漏电流，低电平 IVDD 电源电流 PD 功耗 IOH = 1mA IOL = 1mA VIH = 5.5V VIL = GND 断电，TA = 25°C 断电运行，TA = 25°C 运行 VDD = 5V VDD = 3.3V VDD = 2V 0.7 VDD GND 0.8 VDD GND –10 –10 VDD 0.2 VDD 0.2 VDD 10 10 2 5 200 300 V V V V μA μA μA mW 0.5 150 0.9 0.5 0.3 版权 © 2010–2015, Texas Instruments Incorporated 7

ADS1118 ZHCSEE1E –OCTOBER 2010–REVISED OCTOBER 2015 7.6 时时序序要要求求：：串串行行接接口口在工作环境温度范围内且 VDD = 2V 至 5.5V（除非另外注明）延迟时间，CS 下降沿至第一个 SCLK 上升沿(1) 延迟时间，最后一个 SCLK 下降沿至 CS 上升沿脉冲持续时间，CS 为高电平 SCLK 周期 tCSSC tSCCS tCSH tSCLK tSPWH 脉冲持续时间，SCLK 为高电平 tSPWL 脉冲持续时间，SCLK 为低电平(2) 建立时间，DIN 在 SCLK 下降沿前有效 tDIST 保持时间，DIN 在 SCLK 下降沿后有效 tDIHD tDOHD 保持时间，SCLK 上升沿至 DOUT 无效 (1) 不与其他器件共享总线时，CS 可永久连接低电平。 (2) SCLK 保持低电平 28ms 以上将复位 SPI 接口。 7.7 开开关关特特性性：：串串行行接接口口在工作环境温度范围内（除非另外注明） www.ti.com.cn 最最大大值值 28 单单位位 ns ns ns ns ns ns ms ns ns ns 最最小小值值 100 100 200 250 100 100 50 50 0 参参数数测测试试条条件件最最小小值值典典型型值值最最大大值值单单位位 tCSDOD tDOPD tCSDOZ 传播延迟时间， CS 下降沿至 DOUT 驱动传播延迟时间， SCLK 上升沿至有效的新 DOUT 传播延迟时间， CS 上升沿至 DOUT 高阻抗 DOUT 负载 = 20pF || 100kΩ，与 GND 相连 DOUT 负载 = 20pF || 100kΩ，与 GND 相连 DOUT 负载 = 20pF || 100kΩ，与 GND 相连 0 100 50 100 ns ns ns 图图 1. 串串行行接接口口时时序序 8 版权 © 2010–2015, Texas Instruments Incorporated SCLKCSDINDOUTtSCLKtCSSCtSPWHtDIHDtSPWLtCSDOZtDOHDtDOPDtSCCStSCSCtCSHtCSDODtDISTHi-ZHi-Z

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