STMicroelectronics ADC1283 12位SAR模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 是一款低功耗、八通道、純CMOS 12位ADC，額定轉(zhuǎn)換速率范圍為50ksps至200ksps，通過200ksps（3.2MHz時(shí)鐘頻率）測(cè)試。其架構(gòu)基于具有內(nèi)部采樣保持單元的逐次逼近寄存器 (SAR)。ADC1283具有8個(gè)單端多路復(fù)用輸入。輸出串行數(shù)據(jù)為直接二進(jìn)制，并與SPI?兼容。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：STMicroelectronics ADC1283 12位SAR模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

模擬電源的工作電壓范圍為2.7V至5.5V。數(shù)字電源獨(dú)立于2.7V至5.5V模擬電源工作。5V標(biāo)稱電源時(shí)的功耗低至3.2mW。STMicroelectronics ADC1283采用塑料TSSOP-16封裝，環(huán)境工作溫度范圍為-40°C至+125°。

特性

• 轉(zhuǎn)換速率：50ksps至200ksps
• 8:1通道輸入多路復(fù)用
• 2.7V至5.5V數(shù)字I/O電源電壓
• 模擬電源電壓：2.7V至5.5V
• DNL (AVCC = DVCC = 5V)：+/- 0.9LSB（最大值）
• INL (AVCC = DVCC = 5V)：+/- 1.2LSB（最大值）
• 極低功耗：Pd = 3.2mW（5V電源時(shí)典型值）
• 斷電模式
• 溫度范圍：-40°C至125°C
• 4線SPI串行數(shù)字接口
• TSSOP-16封裝

框圖

?ADC1283 12位SAR模數(shù)轉(zhuǎn)換器技術(shù)解析與應(yīng)用指南?

一、核心特性與系統(tǒng)架構(gòu)

ADC1283是STMicroelectronics推出的一款高性能12位逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具備以下關(guān)鍵技術(shù)特性：

?1.1 核心參數(shù)優(yōu)勢(shì)?

• ?轉(zhuǎn)換速率?：支持50 ksps至200 ksps可調(diào)范圍
• ?輸入通道?：集成8路單端輸入多路復(fù)用器
• ?供電設(shè)計(jì)?：2.7V-5.5V獨(dú)立模擬/數(shù)字電源
• ?線性精度?：DNL最大±0.9 LSB，INL最大±1.2 LSB（5V供電）
• ?功耗表現(xiàn)?：典型功耗僅3.2 mW（5V供電@200ksps）
• ?接口標(biāo)準(zhǔn)?：4線SPI兼容串行接口

?1.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)?
該器件采用經(jīng)典的SAR架構(gòu)，內(nèi)部集成采樣保持電路和電荷再分配DAC。轉(zhuǎn)換過程分為兩個(gè)階段：3個(gè)時(shí)鐘周期的采樣階段和13個(gè)時(shí)鐘周期的轉(zhuǎn)換評(píng)估階段，完整轉(zhuǎn)換周期為16個(gè)時(shí)鐘周期。

二、電氣特性深度分析

?2.1 靜態(tài)性能指標(biāo)?
在5V供電條件下，器件展現(xiàn)出優(yōu)異的線性度：

• 積分非線性(INL)：±1.2 LSB（最大值）
• 微分非線性(DNL)：±0.9 LSB（最大值）
• 失調(diào)誤差：±2 LSB（最大值）
• 滿量程誤差：±1.5 LSB（最大值）

?2.2 動(dòng)態(tài)性能表現(xiàn)?

• 信納比(SINAD)：73 dB（典型值）
• 有效位數(shù)(ENOB)：11.8位（典型值）
• 無雜散動(dòng)態(tài)范圍(SFDR)：89 dB（典型值）

三、關(guān)鍵接口設(shè)計(jì)與時(shí)序控制

?3.1 引腳功能配置?

• ?CS?（引腳1）：片選信號(hào)，下降沿觸發(fā)轉(zhuǎn)換開始
• ?AVCC?（引腳2）：模擬電源（兼基準(zhǔn)電壓）
• ?IN0-IN7?（引腳4-11）：8路單端模擬輸入
• ?SCLK?（引腳16）：時(shí)鐘輸入（0.8-3.2 MHz）

?3.2 控制寄存器配置?
通過3位地址碼（ADD2-ADD0）選擇輸入通道：

?3.3 關(guān)鍵時(shí)序參數(shù)?

• 轉(zhuǎn)換時(shí)間：13個(gè)SCLK周期
• 采樣時(shí)間：3個(gè)SCLK周期
• 數(shù)據(jù)訪問時(shí)間(tDACC)：20-35 ns
• 數(shù)據(jù)保持時(shí)間(tDHLD)：7-13 ns

四、典型應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)

?4.1 工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用?

• ?過程控制?：支持-40°C至125°C工作溫度范圍，滿足嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境
• ?分流電阻監(jiān)測(cè)?：配合前置放大器實(shí)現(xiàn)高精度電流檢測(cè)
• ?應(yīng)變片傳感?：利用8通道優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)多路應(yīng)力監(jiān)測(cè)

?4.2 電源管理設(shè)計(jì)要點(diǎn)?

• ?功耗優(yōu)化?：空閑時(shí)可進(jìn)入關(guān)斷模式，將總電流降至2μA

?4.3 接口電路設(shè)計(jì)建議?

• ?驅(qū)動(dòng)電路?：輸入電容在采樣期間達(dá)33pF，需配置足夠驅(qū)動(dòng)能力的運(yùn)放
• ?抗混疊濾波?：根據(jù)信號(hào)頻率和采樣率配置合適低通濾波器
• ?PCB布局?：模擬與數(shù)字地分離，電源充分去耦

五、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)與優(yōu)化策略

?5.1 電源設(shè)計(jì)優(yōu)化?

• AVCC同時(shí)作為基準(zhǔn)電壓源，需保證低噪聲特性
• 建議在AVCC引腳就近布置1-10μF陶瓷電容

?5.2 時(shí)序控制優(yōu)化?

• 確保CS與SCLK滿足建立保持時(shí)間要求
• SCLK占空比控制在40%-60%范圍可獲最佳性能

六、性能變化趨勢(shì)分析

根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)提供的典型特性曲線：

• ?溫度影響?：在-40°C至125°C范圍內(nèi)，ENOB保持11.4位以上
• ?電源影響?：AVCC在3V至5V變化時(shí)，DNL維持在±0.4 LSB內(nèi)