【产品】地芯科技推出的GAD7980模数转换器，吞吐速度1MSPS，采用独立电源VIO时兼容1.8/2.5/3.3/5V

地芯科技推出的GAD7980是一款16位电荷再分配逐次逼近型寄存器（SAR）型模数转换器（ADC），采用单电源供电。它内置一个低功耗、高速、16位采样ADC和一个多功能串行接口端口。在CNV上升沿，该器件对IN+与IN-之间的模拟输入电压差进行采样，范围从0V至REF。基准电压（REF）由外部提供，并且可以独立于电源电压（VDD）。功耗和吞吐速率呈线性变化关系。

SPI兼容串行接口还能够利用SDI输入，将几个ADC以菊花链形式连接到一条三线式总线上，并提供可选的繁忙指示。采用独立电源VIO时，它与1.8V、2.5V、3.3V和5V逻辑兼容。GAD7980采用10引脚DFN封装，工作温度范围为−40℃至+85℃。

特性 

吞吐速度：1MSPS 

16位分辨率，无失码 

微分非线性：±0.8LSB  

积分非线性：±2.0LSB  

信噪失真比：86dB @1KHz  

总谐波失真：-100dB@1KHz  

外部基准：2.5V-5V可选 

单模拟电源供电VDD：2.5V  

逻辑接口供电VIO：1.8V~5.5V 

无流水线延迟  

可配制输入模式  

单端输入  

伪差分输入  

真全差分输入  

单极性输入  

双极性输入 

SPI串行接口  

10引脚3mmX3mm DFN封装  

功耗：7.7mW @ Fs=1MSPS  

待机电流：50Na 

主要应用 

电池供电设备  

通信 

自动测试设备  

数据采集  

医疗仪器

原理框图

技术规格

除非特殊说明VDD=2.4V至2.6V，VIO=1.8V至5V，VREF=5V，TA=−40℃~+85℃。

时序规格

除非特殊说明VDD=2.5V，VIO=3.3V，VREF=5V，TA=−40℃~+85℃。

CS模式（三线式且无繁忙指示）

在将单个GAD7980连接到兼容SPI的数字控制器主机时，通常会使用此模式，相应的时序如图2所示。将SDI连接到VIO时，CNV上的上升沿启动转换，选择CS模式，并强制SDO进入高阻态。在最小转换时间逝去前，CNV必须保持高电平，接着在最大转换时间内保持高电平，以避免生成繁忙信号指示。转换完成后，GAD7980进入采集阶段并关断。

CS模式（三线式且有繁忙指示）

在将单个GAD7980连接到具有中断输入的兼容SPI的数字控制器主机时，通常会使用此模式，相应的时序如图3所示。将SDI连接到VIO时，CNV上的上升沿启动转换，选择CS模式，并强制SDO进入高阻态。CNV必须在最小转换时间逝去前保持低电平，接着在最大转换时间内保持低电平，以保证生成繁忙信号指示。转换完成时，SDO从高阻态变为低阻态。结合SDO线路上的上拉，此转换可用作中断信号，以启动由数字主机控制的数据读取。GAD7980接着进入采集阶段并关断。数据位则在随后的SCK下降沿逐个输出，MSB优先。

数据在SCK的上升沿和下降沿均有效。虽然上升沿可以用于捕捉数据，但使用SCK下降沿的数字主机能实现更快的读取速率，只要它具有合理的保持时间。在可选的第17个SCK下降沿之后，或者当CNV变为高电平时（以最先出现者为准），SDO返回高阻态。

如果同时选择多个GAD7980，SDO输出引脚可在不造成损坏或引起闩锁的情况下处理此竞争。同时，建议此竞争尽可能短暂，以限制额外功耗。

CS模式（四线式且无繁忙指示）

在将多个GAD7980连接到SPI兼容数字主机时，通常会使用此模式。使用两个GAD7980的连接图和相应的时序如图4所示。将SDI置为高电平时，CNV上的上升沿启动转换，选择CS模式，并强制SDO进入高阻态。此模式下，CNV在转换阶段和随后的数据回读期间必须保持高电平。（如果SDI和CNV为低电平，SDO变为低电平）。最小转换时间之前，SDI可用于选择其它SPI器件，如模拟多路复用器，但SDI必须在最小转换时间逝去前返回高电平，接着在最大转换时间内保持高电平，以避免生成繁忙信号指示。 

转换完成后，GAD7980进入采集阶段并关断。每个ADC结果可通过将SDI输入拉低来读取，从而将MSB输出至SDO。 剩余数据位则在随后的SCK下降沿逐个输出。数据在SCK的上升沿和下降沿均有效。虽然上升沿可以用于捕捉数据，但使用SCK下降沿的数字主机能实现更快的读取速率，只要它具有合理的保持时间。在第16个SCK下降沿之后，或者当SDI变为高电平时（以最先出现者为准），SDO返回高阻态，可读取另一个GAD7980。

CS 模式 （四线式且有繁忙指示）

在将单个GAD7980 连接到具有中断输入的 SPI 兼容数字主机时，以及用于采样模拟输入的 CNV 与用于选择数据读取的信号需要相互保持独立时，通常会使用此模式。该要求在需要 CNV 低抖动的应用中尤其重要，相应的时序如图 5 所示。将 SDI 置为高电平时，CNV 上的上升沿启动转换，选择 CS 模式，并强制 SDO 进入高阻态。此模式下，CNV 在转换阶段和随后的数据回读期间必须保持高电平。（如果 SDI 和 CNV 为低电平，SDO 变为低电平）。最小转换时间之前，SDI 可用于选择其它 SPI 器件，如模拟多路复用器，但 SDI 必须在最小转换时间逝去前返回低电平，接着在最大转换时间内保持低电平，以保证生成繁忙信号指示。转换完成时，SDO从高阻态变为低阻态。 

结合SDO线路上的上拉，此转换可用作中断信号，以启动由数字主机控制的数据回读。GAD7980接着进入采集阶段并关断。数据位则在随后的SCK下降沿逐个输出，MSB优先。数据在SCK的上升沿和下降沿均有效。虽然上升沿可以用于捕捉数据，但使用SCK下降沿的数字主机能实现更快的读取速率，只要它具有合理的保持时间。在可选的第17个SCK下降沿之后，或者当SDI变为高电平时（以最先出现者为准），SDO返回高阻态。

链模式（无繁忙指示）

此模式可用于在三线式串行接口上以菊花链形式连接多个GAD7980。这一特性有助于减少器件数量和线路连接；例如在隔离式多转换器应用或接口能力有限的系统中。数据回读与读取移位寄存器相似。使用两个 GAD7980 的连接图和相应的时序。 

SDI和CNV为低电平时，SDO变为低电平。将SCK置为低电平时，CNV上的上升沿启动转换，选择链模式，并禁用繁忙指示。此模式下，CNV在转换阶段和随后的数据回读期间保持高电平。转换完成后，MSB输出至SDO，而GAD7980进入采集阶段并关断。存储在内部移位寄存器中的剩余数据位则在随后的SCK下降沿逐个输出。对于每个ADC，SDI馈入内部移位寄存器的输入，并通过SCK下降沿逐个输出。链内每个ADC首先输出数据MSB，回读N个ADC需要16×N个时钟。数据在SCK的上升沿和下降沿均有效。虽然上升沿可以用于捕捉数据，但使用SCK下降沿的数字主机能实现更快的读取速率，从而在链中容纳更多GAD7980，只要数字主机具有合理的保持时间。最大转换速率可因总回读时间而降低。

链模式（有繁忙指示）

此模式也可用于在三线式串行接口上以菊花链形式连接多个GAD7980，同时提供繁忙指示。这一特性有助于减少器件数量和线路连接；例如在隔离式多转换器应用或接口能力有限的系统中。数据回读与读取移位寄存器相似。使用三个GAD7980的连接图和相应的时序。

典型连接图