4. 典型采样芯片介绍

本章节将深入剖析三款极具代表性的模数转换器（ADC）芯片：ADS1115（低功耗、高精度）、AD7606（多通道同步采样）以及AD9680（超高速转换）。通过对比其架构、关键参数与应用场景，帮助您在实际项目中快速完成选型与设计。

4.1 ADS1115：低功耗16位精密ADC

ADS1115 是德州仪器（TI）推出的一款超低功耗、16位精度的Δ-Σ型ADC。它内置可编程增益放大器（PGA）、内部基准电压源和振荡器，非常适合对功耗和精度要求严苛的便携式传感器应用。

核心特性

• 分辨率：16位无失码
• 采样率：最高860 SPS（连续模式）
• 输入通道：4路单端或2路差分（通过多路复用器切换）
• 可编程增益：±6.144V、±4.096V、±2.048V、±1.024V、±0.512V、±0.256V
• 功耗：连续模式下仅150 µA，单次转换模式下更低
• 接口：I²C（支持4个可选地址）

内部功能框图

典型应用电路

// ADS1115 与 STM32 I²C 通信示例（伪代码）
#include "ads1115.h"

void read_ads1115(void) {
    uint8_t config[3] = {0x01, 0x84, 0x83}; // 配置寄存器：连续转换，±4.096V，128SPS
    i2c_write(ADS1115_ADDR, config, 3);
    delay_ms(10);
    uint8_t data[2];
    i2c_read(ADS1115_ADDR, 0x00, data, 2);
    int16_t raw = (data[0] << 8) | data[1];
    float voltage = raw * 0.125; // 单位 mV (4.096V / 32768)
    printf("ADC Value: %.2f mV\n", voltage);
}

4.2 AD7606：8通道同步采样ADC

AD7606 是ADI公司推出的8通道、16位、同步采样模数转换器。它内置模拟输入箝位保护、可编程滤波器以及2.5V精密基准电压源，是电力监控、电机控制和多相数据采集系统的理想选择。

核心特性

• 通道数：8路同步采样，每通道独立ADC
• 分辨率：16位（无失码）
• 采样率：最高200 kSPS（每通道）
• 输入范围：±10V 或 ±5V（通过引脚选择）
• 模拟特性：5V单电源供电，内置2.5V基准
• 数字接口：并行/串行（SPI）兼容，支持高速数据读取

多通道同步采样时序

典型配置参数

参数	设置值	说明
输入范围	±10V	RANGE 引脚接高电平
采样率	50 kSPS	CONVST 频率 50kHz
数字接口	SPI 模式	PAR/SER 引脚接低电平
基准源	内部 2.5V	REFCAP 引脚外接电容

4.3 AD9680：高速ADC（1 GSPS）

AD9680 是ADI公司推出的双通道、14位、1 GSPS（吉采样每秒）高速模数转换器。它基于流水线架构，具备出色的动态性能（SFDR > 80 dBc），广泛应用于雷达、通信基站、频谱分析和高速数据采集系统。

核心特性

• 分辨率：14位
• 最大采样率：1 GSPS（每通道）
• 通道数：2通道（可交替采样实现2 GSPS）
• 模拟带宽：2 GHz（典型值）
• 数字输出：JESD204B 串行接口（最高 12.5 Gbps）
• 功耗：每通道约 1.5 W（1 GSPS 时）

流水线架构示意

关键性能指标对比

参数	ADS1115	AD7606	AD9680
分辨率	16位	16位	14位
最大采样率	860 SPS	200 kSPS	1 GSPS
通道数	4 (单端) / 2 (差分)	8 (同步)	2 (同步)
功耗	150 µA	100 mW (典型)	3 W (双通道)
接口	I²C	并行 / SPI	JESD204B
典型应用	传感器、电池监测	电力、电机控制	雷达、通信

选型建议

• 低功耗/便携场景：优先选择 ADS1115，其极低的功耗和 I²C 接口非常适合电池供电设备。
• 多通道同步采集：AD7606 提供8路同步采样，无需外部多路复用器，简化了相位一致性设计。
• 高速/射频场景：AD9680 凭借 1 GSPS 采样率和 JESD204B 高速接口，是宽带信号处理的标杆方案。

---