2/4/8通道、1 MSPS、超低功耗、
12位SAR ADC
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
产品特性
功能框图
应用
电池供电系统
个人数字助理
医疗仪器
移动通信
仪表和控制系统
数据采集系统
光敏元件
诊断/监控功能
Rev. A
MUXOUT
ADCIN
VDD
2.5V
VREF
VIN0
VIN1
T/H
VIN2
REFIN/
REFOUT
REGCAP
12-BIT
SUCCESSIVE
APPROXIMATION
ADC
VDRIVE
VIN3
VIN4
I/P
MUX
RESET
VIN5
CONVST
ON-CHIP
OSC
VIN6
VIN7
SDO
CONTROL LOGIC
AND REGISTERS
SDI
SCLK
CS
CHANNEL
SEQUENCER
AD7091R-8
GND
ALERT/
BUSY/
GPO0
GPO1
GND
10891-001
超低系统功耗
灵活的功耗/吞吐速率管理
正常模式
1.4 mW (1 MSPS)
省电模式
550 nA(典型值，VDD = 5.25 V)
435 nA(典型值，VDD = 3 V)
可编程ALERT中断引脚(4/8通道型号)
高性能
1 MSPS吞吐速率，无延迟/流水线延迟
信噪比(SNR)：70 dB(典型值，10 kHz输入频率)
总谐波失真(THD)：−80 dB(典型值，10 kHz输入频率)
积分非线性(INL)：±0.7 LSB(典型值，最大值±1.0 LSB)
系统尺寸小
2.5 V片内精密基准电压源(5 ppm/°C典型漂移)
MUXOUT/ADCIN，允许使用单缓冲放大器
菊花链模式
16/20/24引脚4 mm × 4 mm LFCSP封装
16/20/24引脚TSSOP封装
易于使用
SPI/QSPI™/MICROWIRE™/DSP兼容型数字接口
集成式可编程通道序列器
提供忙碌指示功能(4/8通道型号)
为控制和监控应用提供内置特性
提供GPOx引脚(4/8通道型号)
宽工作电压范围
温度范围：−40°C至+1250°C
VDD额定值为2.7 V至5.25 V
图1.
概述
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8系列是多通道、12位、
超低功耗、逐次逼近型模数转换器(ADC)，提供2/4/8模拟
输入通道选项。AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8采用2.7 V
至5.25 V单电源供电，采样速率高达1 MSPS。
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8系列具有多达8个带通
道序列器的单端模拟输入通道，可以通过预编程选择通道
转换顺序。AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8还配有片内
转换时钟、片内精密2.5 V基准电压源和高速串行接口。
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8集 成 串 行 端 口 接 口
(SPI)，可在完成转换后读取数据，同时具有1 MSPS吞吐速
率。转换过程和数据采集利用CONVST引脚控制。
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8采用先进的设计技术，
可在高吞吐速率的情况下实现极低的功耗。还提供灵活的
功耗管理选项。片内配置寄存器可让用户设置不同的工作
条件。它们包括电源管理、报警功能、忙碌指示、通道时
序和通用输出引脚。MUXOUT和ADCIN引脚允许在ADC获取
多路复用器的输出信号之前对其进行调理。
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• 针 对 低 频 和 低 偏 置 电 流 ， 推 荐 使 用 ADA4627-1、
ADA4637-1或AD8610。
• 针对精密、低功耗、轨到轨输出，推荐使用
ADA4841-1、ADA4896-2或AD8031。
• 针对高频、低噪声、低失真，推荐使用ADA4899-1、
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• 针对5 V、低功耗、低噪声，推荐使用ADR4550或REF195。
• 针对额外的ADP7102，
设计工具、模型、驱动器和软件
AD7091R-2 IBIS型号
AD7091R-4 IBIS型号
推荐AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8使用的低压差稳压器和
开关
• 推荐使用ADP7102、ADM7160和ADP162。
AD7091R-8 IBIS型号
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4006-100-006
1800-419-0108
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AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
目录
特性.................................................................................................. 1
应用.................................................................................................. 1
功能框图 ......................................................................................... 1
概述.................................................................................................. 1
修订历史 ......................................................................................... 2
技术规格 ......................................................................................... 3
时序规格.................................................................................... 5
绝对最大额定值............................................................................ 7
热阻 ............................................................................................ 7
ESD警告..................................................................................... 7
引脚配置和功能描述 ................................................................... 8
典型性能参数 .............................................................................. 13
术语................................................................................................ 18
工作原理 ....................................................................................... 19
电路信息.................................................................................. 19
转换器操作 ............................................................................. 19
ADC传递函数 ........................................................................ 19
基准电压源 ............................................................................. 19
电源 .......................................................................................... 20
典型连接图 ............................................................................. 20
模拟输入.................................................................................. 20
驱动放大器选择..................................................................... 21
寄存器 ........................................................................................... 23
寻址寄存器 ............................................................................. 23
转换结果寄存器..................................................................... 24
通道寄存器 ............................................................................. 25
配置寄存器 ............................................................................. 26
警报指示寄存器..................................................................... 28
通道x下限寄存器 .................................................................. 30
通道x上限寄存器 .................................................................. 30
通道x迟滞寄存器 .................................................................. 30
串行接口 ....................................................................................... 31
读取转换结果 ......................................................................... 31
向寄存器写入数据 ................................................................ 31
从寄存器读取数据 ................................................................ 31
工作模式 ....................................................................................... 33
正常模式.................................................................................. 33
省电模式.................................................................................. 33
警报(仅AD7091R-4和AD7091R-8)..................................... 34
繁忙(仅AD7091R-4和AD7091R-8)..................................... 34
通道序列器 ............................................................................. 35
菊花链 ...................................................................................... 36
外形尺寸 ....................................................................................... 38
订购指南.................................................................................. 41
修订历史
2014年7月 — 修订版0至修订版A
增加16引脚LFCSP、20引脚LFCSP和
24引脚LFCSP...........................................................................通篇
更改“产品特性”部分.................................................................... 1
更改“概述”部分............................................................................. 1
更改表1 ........................................................................................... 3
更改表4 ........................................................................................... 7
增加图6；重新排序 ..................................................................... 8
更改表5 ........................................................................................... 8
增加图8 ........................................................................................... 9
更改表6 ........................................................................................... 9
增加图10 ....................................................................................... 11
更改表7 ......................................................................................... 11
增加“电源”部分和表8；重新排序.......................................... 20
增加“驱动放大器选择”部分和表9.......................................... 21
更改表16 ....................................................................................... 26
“串行接口”部分改为“串行端口接口”部分 ........................... 31
更改图52 ....................................................................................... 33
更新“外形尺寸” .......................................................................... 38
更改“订购指南” .......................................................................... 41
2013年12月—修订版0：初始版
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AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
规格
除非另有说明，VDD = 2.7 V至5.25 V，VDRIVE = 1.8 V至5.25 V，VREF = 2.5 V(内部基准源)，fSAMPLE = 1 MSPS，fSCLK = 50 MHz，
TA = TMIN至TMAX。
表1.
参数
动态性能
信噪比(SNR)
信纳比(SINAD)
总谐波失真(THD)
无杂散动态范围(SFDR)
通道间隔离
孔径延迟
孔径抖动
全功率带宽
直流精度
分辨率
积分非线性(INL)
差分非线性(DNL)
失调误差
失调误差匹配
失调误差漂移
增益误差
增益误差匹配
增益误差漂移
模拟输入
输入电压范围
直流漏电流
输入电容1
多路复用器导通电阻
基准电压输入/输出
REFOUT 2
REFIN2
温漂
上电时间
逻辑输入
输入高电压(VIH)
输入低电压(VIL)
输入电流(IIN)
逻辑输出
输出高电压(VOH)
输出低电压(VOL)
浮空态泄漏电流
输出编码
测试条件/注释
fIN = 10 kHz正弦波
最小值
典型值 最大值
单位
66.5
65.5
70
69
−80
−81
−95
5
40
1.5
1.2
dB
dB
dB
dB
dB
ns
ps
MHz
MHz
fIN = 1 kHz正弦波
−3 dB时
−0.1 dB时
VDD ≥ 3.0 V
VDD ≥ 2.7 V
保证12位无失码
TA = 25°C
TA = 25°C
12
−1
−1.25
−0.9
−1.5
−1.5
TA = 25°C
TA = 25°C
−0.1
−0.1
±0.7
±0.8
±0.3
0.2
0.2
2
0.0
0.0
2
0
−1
+0.1
+0.1
2.49
1.0
2.5
V
µA
pF
pF
Ω
Ω
2.51
VDD
V
V
ppm/°C
ms
5
50
CREF = 2.2 µF
0.7 × VDRIVE
0.3 × VDRIVE
+1
典型值10 nA，VIN = 0 V或VDRIVE
−1
ISOURCE = 200 µA
ISINK = 200 µA
VDRIVE − 0.2
−1
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位
LSB
LSB
LSB
mV
mV
ppm/°C
% FS
% FS
ppm/°C
VREF
+1
10
1.5
50
100
采集阶段
采集阶段之外
VDD = 5.0 V
VDD = 2.5 V
内部基准输出，TA = 25°C
外部基准输入
+1
+1.25
+0.9
+1.5
+1.5
0.4
+1
标准(自然)二进制
V
V
µA
V
V
µA
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
参数
转换速率
转换时间
瞬态响应
吞吐速率
电源要求
VDD
VDRIVE
VDRIVE范围 3
IDD
正常模式—静态4
正常模式—工作状态
省电模式
IDRIVE
正常模式—静态5
正常模式—工作状态
省电模式
总功耗6
正常模式-静态
正常模式—工作状态
省电模式
测试条件/注释
最小值
典型值 最大值
600
400
1
ns
ns
MSPS
5.25
5.25
5.25
V
V
V
22
21.6
500
450
0.550
0.550
0.435
50
46
570
530
17
6
15
µA
µA
µA
µA
µA
µA
µA
2
1
30
10
4
3.5
70
15
1
1
µA
µA
µA
µA
µA
µA
0.130
0.070
2.8
1.4
3
3
1.4
0.290
0.149
3.4
1.7
95
33
50
mW
mW
mW
mW
µW
µW
µW
满量程阶跃输入
额定性能
功能型
VIN = 0 V
VDD = 5.25 V
VDD = 3 V
VDD = 5.25 V, fSAMPLE = 1 MSPS
VDD = 3 V, fSAMPLE = 1 MSPS
VDD = 5.25 V
VDD = 5.25 V，TA = −40°C至+85°C
VDD = 3 V
VIN = 0 V
VDRIVE = 5.25 V
VDRIVE = 3 V
VDRIVE = 5.25 V, fSAMPLE = 1 MSPS
VDRIVE = 3 V, fSAMPLE = 1 MSPS
VDRIVE = 5.25 V
VDRIVE = 3 V
VIN = 0 V
VDD = VDRIVE = 5.25 V
VDD = VDRIVE = 3 V
VDD = VDRIVE = 5.25 V, fSAMPLE = 1 MSPS
VDD = VDRIVE = 3 V, fSAMPLE = 1 MSPS
VDD = 5.25 V
VDD = 5.25 V，TA = −40°C至+85°C
VDD = VDRIVE = 3 V
1
单位
2.7
2.7
1.8
样片在初次发布期间均经过测试，以确保符合标准要求。
指参数中多功能引脚的单个功能时，只会列出引脚名称中与规格相关的部分。要了解多功能引脚的全部引脚名称，请参见“引脚配置和功能描述”部分。
3
器件可争产工作，符合动态性能/直流精度规格，VDRIVE低至1.8 V，但器件无法实现1 MSPS吞吐速率。
4
SCLK工作在突发模式下，CS为空闲高电平。使用自由振荡SCLK且CS拉低时，IDD静态电流会增加30 µA(典型值，VDD = 5.25 V)。
5
SCLK工作在突发模式下，CS为空闲高电平。使用自由振荡SCLK且CS拉低时，IDRIVE静态电流会增加32 µA(典型值，VDRIVE = 5.25 V)。
6
总功耗包括VDD、VDRIVE和REFIN(见注释2)。
2
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AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
时序规格
除非另有说明，VDD = 2.7 V至5.25 V，VDRIVE = 1.8 V至5.25 V，TA = TMIN至TMAX。
表2.
500µA
符号
tCONVERT
tACQ
tCYC
tCNVPW
tSCLK
最小值
400
1000
10
16
22
tSCLK
20
25
6
6
5
tSCLKL
tSCLKH
tHSDO
tDSDO
典型值 最大值 单位
600
ns
ns
ns
500
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
12
13
14
20
tEOCCSL
tEN
tDIS
tSSDISCLK
tHSDISCLK
tQUIET
IOL
5
5
5
5
2
50
Y% VDRIVE
X% VDRIVE
tDELAY
TO SDO
IOH
10891-138
CL
20pF
500µA
tDELAY
VIH2
VIL2
1.4V
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
VIH2
VIL2
NOTES
1FOR V
DRIVE ≤3.0V, X = 90 AND Y = 10; FOR VDRIVE > 3.0V, X = 70 AND Y = 30.
2MINIMUM V AND MAXIMUM V USED. SEE SPECIFICATIONS FOR DIGITAL
IH
IL
INPUTS PARAMETER IN TABLE 2.
图3. 时序的电平
图2. 数字接口时序的负载电路
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10891-139
参数
转换时间：CONVST下降沿至数据可用
采集时间
两次转换间隔(正常模式)
CONVST脉冲宽度
SCLK周期(正常模式)
VDRIVE高于2.7 V
VDRIVE高于1.8 V
SCLK周期(链模式)
VDRIVE高于2.7 V
VDRIVE高于1.8 V
SCLK低电平时间
SCLK高电平时间
SCLK下降沿至数据仍然有效
SCLK下降沿至数据有效延迟时间
VDRIVE高于4.5 V
VDRIVE高于3.3 V
VDRIVE高于2.7 V
VDRIVE高于1.8 V
转换结束至CS下降沿
CS低电平到SDO使能
CS高电平或最后一个SCLK下降沿至SDO高阻态
SCLK上升沿前的SDI数据建立时间
SCLK上升沿后的SDI数据保持时间
最后一个SCLK下降沿至下一个CONVST下降沿
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
时序图
tCYC
EOC
tACQ
tCNVPW
CONVST
tCONVERT
tQUIET
tEOCCSL
CS
1
SCLK
SDO
TRISTATE
tSCLK
2
tSCLKH
4
CH_ID2
CH_ID1
CH_ID0
ADD4
ADD3
ADD2
6
7
15
DB10
DB9
DB1
5
tSCLKL
tDSDO
tEN
tSSDISCLK
SDI
3
ALERT
DB11
16
tDIS
DB0
tHSDISCLK
ADD1
ADD0
RW
DB9
图4. 串行端口时序
Rev. 0 | Page 6 of 40
DB1
DB0
TRISTATE
10891-002
tHSDO
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
绝对最大额定值
热阻
除非另有说明，TA = 25°C。
θJA针对最差条件，即器件焊接在电路板上实现表贴封装。
表3.
参数
VDD至GND
VDRIVE至GND
模拟输入电压至GND
数字输入1电压至GND
数字输出2电压至GND
输入电流至除电源引脚以外的任何引脚3
工作温度范围
存储温度范围
结温
ESD
人体模型(HBM)
场感应充电器件模型(FICDM)
评分
−0.3 V至+7 V
−0.3 V至+7 V
−0.3 V至VREF + 0.3 V
−0.3 V至VDRIVE + 0.3 V
−0.3 V至VDRIVE + 0.3 V
±10 mA
−40°C至+125°C
−65°C至+150°C
150°C
表4. 热阻
封装类型
24引脚 LFCSP
24引脚 TSSOP
20引脚 LFCSP
20引脚 TSSOP
16引脚 LFCSP
16引脚 TSSOP
θJA
47.3
73.54
49.05
84.29
50.58
106.03
θJC
27.78
14.94
29.18
18.43
29.64
28.31
单位
°C/W
°C/W
°C/W
°C/W
°C/W
°C/W
ESD警告
1.5 kV
500 V
ESD(静电放电)敏感器件。
带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。
尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高能
量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当的
ESD防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。
1
数字输入引脚包括：RESET、CONVST、SDI、SCLK和CS。
2
数字输出引脚包括：SDO、GPO1和ALERT/BUSY/GPO0。
3
100 mA以下的瞬态电流不会造成SCR闩锁。
注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损
坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任何其他
超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器件
能否正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响
器件的可靠性。
Rev. A | Page 7 of 41
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
13 CONVST
14 VDRIVE
16 RESET
15 CS
引脚配置和功能描述
VDD 1
MUXOUT
7
VIN0 8
13 SDO
12 SDI
11 GND
10 ADC IN
9
VIN1
GND
NOTES
1. THE EXPOSED PAD IS NOT CONNECTED
INTERNALLY. IT IS RECOMMENDED THAT
THE PAD BE SOLDERED TO GND.
10891-008
GND 6
9
VIN1 7
TOP VIEW
(Not to Scale)
10 SDI
ADCIN 8
AD7091R-2
TOP VIEW
(Not to Scale)
MUXOUT 5
REGCAP 4
11 SDO
GND 4
14 SCLK
3
REFIN/REFOUT 5
REFIN/REFOUT 3
15 CONVST
10891-007
VDD
16 VDRIVE
2
12 SCLK
AD7091R-2
VIN0 6
CS 1
RESET
REGCAP 2
图6. 2通道、16引脚LFCSP引脚配置
图5. 2通道、16引脚TSSOP引脚配置
表5. 2通道、16引脚LFCSP和16引脚TSSOP引脚功能描述
引脚编号
TSSOP
LFCSP
1
15
2
16
3
1
4
2
5
3
引脚名称
CS
RESET
VDD
REGCAP
REFIN/REFOUT
6, 11
7
4, 9
5
GND
MUXOUT
8
9
10
6
7
8
VIN0
VIN1
ADCIN
12
10
SDI
13
11
SDO
14
15
12
13
SCLK
CONVST
16
14
VDRIVE
不适用
17
EPAD
说明
片选输入引脚。拉低CS时，串行总线使能，CS在SPI上对输出数据进行成帧操作。
复位。逻辑输入。
电源输入引脚。VDD范围为2.7 V至5.25 V。应将此电源引脚去耦至GND。
内部稳压器电压输出的去耦电容引脚。应将此输出引脚通过一个1.0 μF电容独立去耦至GND。
基准电压输出为2.5 V。应将此引脚去耦至GND。推荐的典型去耦电容值为2.2 µF。用户既可使用
内部2.5 V基准电压，也可利用施加至此引脚的外部电压过载内部基准电压。外部基准电压的输入
范围为1.0 V至VDD。
芯片接地引脚。这些引脚是AD7091R-2上所有电路的接地基准。
多路复用器输出。多路复用器输出施加在该引脚上。如果不需要外部滤波或缓冲，则应将此引
脚直接连接ADCIN引脚；否则，应将调理网络输出连接至ADCIN引脚。
模拟输入0。单端模拟输入。模拟输入范围为0 V至VREF。
模拟输入1。单端模拟输入。模拟输入范围为0 V至VREF。
ADC输入。该引脚可使用片内采样保持。如果不需要外部滤波或缓冲，则应将此引脚直接连接
MUXOUT引脚；否则，应将调理网络输入连接至MUXOUT引脚。
串行数据输入总线。该输入可提供写入片内控制寄存器的数据。数据在SCLK输入的下降沿逐个
输入寄存器。数据以最高有效位(MSB)优先方式提供。
串行数据输出总线。转换输出数据以串行数据流形式提供给此引脚。各位在SCLK输入的下降沿
逐个输出，访问数据需要13个SCLK周期。数据以MSB优先方式提供。
串行时钟。此引脚用作串行时钟输入。
转换开始输入信号。边沿触发逻辑输入。CONVST下降沿使采样保持器进入保持模式，并且启动
转换。
逻辑电源输入。此引脚的电源电压决定逻辑接口的工作电压。在VDRIVE和GND之间连接去耦电容。
推荐的典型值是10 µF和0.1 µF。此引脚的电压范围为1.8 V至5.25 V，可以与VDD的电压范围不同。
裸露焊盘。底部焊盘不在内部连接。建议将该焊盘
焊接至GND。
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CONVST
SCLK
20
19
18
17
16
RESET
CS
VDRIVE
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
VDRIVE
RESET
2
19
CONVST
VDD
3
18
SCLK
REGCAP
4
17
SDO
REFIN/REFOUT
5
16
SDI
GND
6
15
GND
MUXOUT
7
14
ADCIN
VIN0
8
13
VIN1
VIN2
9
12
VIN3
ALERT/BUSY/GPO0 10
11
GPO1
AD7091R-4
TOP VIEW
(Not to Scale)
TOP VIEW
(Not to Scale)
SDO
SDI
GND
ADCIN
VIN1
NOTES
1. THE EXPOSED PAD IS NOT CONNECTED
INTERNALLY. IT IS RECOMMENDED THAT
THE PAD BE SOLDERED TO GND.
图7. 4通道、20引脚TSSOP引脚配置
10891-006
20
AD7091R-4
15
14
13
12
11
VIN0 6
VIN2 7
ALERT/BUSY/GPO0 8
GPO1 9
VIN3 10
1
10891-005
CS
VDD 1
REGCAP 2
REFIN/REFOUT 3
GND 4
MUXOUT 5
图8. 4通道、20引脚LFCSP引脚配置
表6. 4通道、20引脚LFCSP和20引脚TSSOP引脚功能描述
引脚编号
TSSOP
LFCSP
1
19
2
20
3
1
4
2
5
3
引脚名称
CS
RESET
VDD
REGCAP
REFIN/REFOUT
6, 15
7
4, 13
5
GND
MUXOUT
8
9
10
6
7
8
VIN0
VIN2
ALERT/BUSY/GPO0
11
12
13
14
9
10
11
12
GPO1
VIN3
VIN1
ADCIN
16
14
SDI
17
15
SDO
说明
片选输入引脚。拉低CS时，串行总线使能，CS在SPI上对输出数据进行成帧操作。
复位。逻辑输入。
电源输入引脚。VDD范围为2.7 V至5.25 V。应将此电源引脚去耦至GND。
内部稳压器电压输出的去耦电容引脚。应将此输出引脚通过一个1.0 μF电容独立去耦至GND。
基准电压输出为2.5 V。应将此引脚去耦至GND。推荐的典型去耦电容值为2.2 µF。用户既可
使用内部2.5 V基准电压，也可利用施加至此引脚的外部电压过载内部基准电压。外部基准
电压的输入范围为1.0 V至VDD。
芯片接地引脚。这些引脚是AD7091R-4上所有电路的接地基准。
多路复用器输出。多路复用器输出施加在该引脚上。如果不需要外部滤波或缓冲，则应将
此引脚直接连接ADCIN引脚；否则，应将调理网络输出连接至ADCIN引脚。
模拟输入0。单端模拟输入。模拟输入范围为0 V至VREF。
模拟输入2。单端模拟输入。模拟输入范围为0 V至VREF。
警报输出引脚(ALERT)。这是一个多功能引脚，由配置寄存器确定。配置为ALERT时，此引
脚为逻辑输出，表示转换结果超出寄存器设置范围。
若ALERT/BUSY/GPO0引脚配置为繁忙输出，则应使用此引脚表示转换开始。
引脚还可用作通用数字输出。
通用数字输出。
模拟输入3。单端模拟输入。模拟输入范围为0 V至VREF。
模拟输入1。单端模拟输入。模拟输入范围为0 V至VREF。
ADC输入。该引脚可使用片内采样保持。如果不需要外部滤波或缓冲，则应将此引脚直接
连接MUXOUT引脚；否则，应将调理网络输入连接至MUXOUT引脚。
串行数据输入总线。该输入可提供写入片内控制寄存器的数据。数据在SCLK输入的下降沿
逐个输入寄存器。数据以MSB优先方式提供。
串行数据输出总线。转换输出数据以串行数据流形式提供给此引脚。各位在SCLK输入的下
降沿逐个输出，访问数据需要13个SCLK周期。数据以MSB优先方式提供。
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AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
引脚编号
TSSOP
LFCSP
18
16
19
17
引脚名称
SCLK
CONVST
20
18
VDRIVE
不适用
21
EPAD
说明
串行时钟。此引脚用作串行时钟输入。
转换开始输入信号。边沿触发逻辑输入。CONVST下降沿使采样保持器进入保持模式，并且
启动转换。
逻辑电源输入。此引脚的电源电压决定逻辑接口的工作电压。在VDRIVE和GND之间连接去耦
电容。推荐的典型值是10 µF和0.1 µF。此引脚的电压范围为1.8 V至5.25 V，可以与VDD的电压
范围不同，但不得超过它0.3 V以上。
裸露焊盘。底部焊盘不在内部连接。建议将该焊盘
焊接至GND。
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20 SCLK
19 SDO
22 VDRIVE
21 CONVST
24 RESET
23 CS
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
18 SDI
VDD 1
SCLK
21
SDO
REFIN/REFOUT
5
GND
6
MUXOUT
7
VIN0
VIN2
20
SDI
19
GND
18
ADCIN
8
17
VIN1
9
16
VIN3
ALERT/BUSY/GPO0 10
15
GPO1
VIN4 11
14
VIN5
VIN6
13
VIN7
AD7091R-8
TOP VIEW
(Not to Scale)
12
16 ADCIN
15 VIN1
14 VIN3
13 GPO1
NOTES
1. THE EXPOSED PAD IS NOT CONNECTED
INTERNALLY. IT IS RECOMMENDED THAT
THE PAD BE SOLDERED TO GND.
10891-004
22
TOP VIEW
(Not to Scale)
VIN5 12
3
4
AD7091R-8
VIN7 11
VDD
REGCAP
GND 4
MUXOUT 5
VIN0 6
VIN4 9
CONVST
VIN6 10
VDRIVE
23
VIN2 7
24
2
17 GND
ALERT/BUSY/GPO0 8
1
10891-003
CS
RESET
REGCAP 2
REFIN/REFOUT 3
图10. 8通道、24引脚LFCSP引脚配置
图9. 8通道、24引脚TSSOP引脚配置
表7. 8通道、24引脚LFCSP和24引脚TSSOP引脚功能描述
引脚编号
TSSOP
LFCSP
1
23
2
24
3
1
4
2
5
3
引脚名称
CS
RESET
VDD
REGCAP
REFIN/REFOUT
6, 19
7
4, 17
5
GND
MUXOUT
8
9
10
6
7
8
VIN0
VIN2
ALERT/BUSY/GPO0
11
12
13
14
15
16
17
18
9
10
11
12
13
14
15
16
VIN4
VIN6
VIN7
VIN5
GPO1
VIN3
VIN1
ADCIN
说明
片选输入引脚。拉低CS时，串行总线使能，CS在SPI上对输出数据进行成帧操作。
复位。逻辑输入。
电源输入引脚。VDD范围为2.7 V至5.25 V。应将此电源引脚去耦至GND。
内部稳压器电压输出的去耦电容引脚。应将此输出引脚通过一个1.0 μF电容独立去耦至GND。
基准电压输出为2.5 V。应将此引脚去耦至GND。推荐的典型去耦电容值为2.2 µF。用户既可
使用内部2.5 V基准电压，也可利用施加至此引脚的外部电压过载内部基准电压。外部基准电
压的输入范围为1.0 V至VDD。
芯片接地引脚。这些引脚是AD7091R-8上所有电路的接地基准。
多路复用器输出。多路复用器输出施加在该引脚上。如果不需要外部滤波或缓冲，则应将
此引脚直接连接ADCIN引脚；否则，应将调理网络输出连接至ADCIN引脚。
模拟输入0。单端模拟输入。模拟输入范围为0 V至VREF。
模拟输入2。单端模拟输入。模拟输入范围为0 V至VREF。
警报输出引脚(ALERT)。这是一个多功能引脚，由配置寄存器确定。配置为ALERT时，此引
脚为逻辑输出，表示转换结果超出寄存器设置范围。
若ALERT/BUSY/GPO0引脚配置为繁忙输出，则应使用此引脚表示转换开始。
引脚还可用作通用数字输出。
模拟输入4。单端模拟输入。模拟输入范围为0 V至VREF。
模拟输入6。单端模拟输入。模拟输入范围为0 V至VREF。
模拟输入7。单端模拟输入。模拟输入范围为0 V至VREF。
模拟输入5。单端模拟输入。模拟输入范围为0 V至VREF。
通用数字输出。
模拟输入3。单端模拟输入。模拟输入范围为0 V至VREF。
模拟输入1。单端模拟输入。模拟输入范围为0 V至VREF。
ADC输入。该引脚可使用片内采样保持。如果不需要外部滤波或缓冲，则应将此引脚直接
连接MUXOUT引脚；否则，应将调理网络输入连接至MUXOUT引脚。
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AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
引脚编号
TSSOP
LFCSP
20
18
引脚名称
SDI
21
19
SDO
22
23
20
21
SCLK
CONVST
24
22
VDRIVE
不适用
25
EPAD
说明
串行数据输入总线。该输入提供写入片内控制寄存器的数据。数据在SCLK输入的下降沿逐
个输入寄存器。数据以MSB优先方式提供。
串行数据输出总线。转换输出数据以串行数据流形式提供给此引脚。各位在SCLK输入的下
降沿逐个输出，访问数据需要13个SCLK周期。数据以MSB优先方式提供。
串行时钟。此引脚用作串行时钟输入。
转换开始输入信号。边沿触发逻辑输入。CONVST下降沿使采样保持器进入保持模式，并且
启动转换。
逻辑电源输入。此引脚的电源电压决定逻辑接口的工作电压。在VDRIVE和GND之间连接去耦
电容。推荐的典型值是10 µF和0.1 µF。此引脚的电压范围为1.8 V至5.25 V，可以与VDD的电压
范围不同。
裸露焊盘。底部焊盘不在内部连接。建议将该焊盘焊接至GND。
Rev. A | Page 12 of 41
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
1.0
0.8
0.8
0.6
0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
0
–0.2
VDD = 3.0V
VREF = 2.5V
TA = 25°C
fSAMPLE = 1MSPS
POSITIVE INL = +0.74LSB
NEGATIVE INL = –0.37LSB
–0.4
–0.6
–0.8
–1.0
0
500
1000
1500
2000
0
–0.2
–0.4
VDD = 3.0V
VREF = 2.5V
TA = 25°C
fSAMPLE = 1MSPS
POSITIVE DNL = +0.48LSB
NEGATIVE DNL = –0.50LSB
–0.6
2500
3000
3500
4000
–0.8
–1.0
4500
0
500
1000
1500
2000
CODE
35000
NUMBER OF OCCURRENCES
40000
30000
20000
10000
25000
20000
15000
10000
5000
10891-119
2048
30000
0
2049
2045
2044
2046
2047
CODE
图12. 一个直流输入的直方图(码中心)
图15. 一个直流输入的直方图(码转换)
0
0
VDD = 3.0V
VREF = 2.5V EXTERNAL
TA = 25°C
fIN = 10kHz
fSAMPLE = 1MSPS
SNR = 69.52dB
SINAD = 69.21dB
THD = –84.25dB
SFDR = –85.79dB
–60
–80
–40
–60
–80
–100
–120
–120
–140
–140
10891-117
–100
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
–160
500
FREQUENCY (kHz)
10891-118
–40
VDD = 3.0V
VREF = 2.5V INTERNAL
TA = 25°C
fIN = 10kHz
fSAMPLE = 1MSPS
SNR = 69.44dB
SINAD = 69.19dB
THD = –84.21dB
SFDR = –85.82dB
–20
SNR (dB)
–20
SNR (dB)
4500
VDD = VDRIVE = 3.0V
65k SAMPLES
TA = 25°C
CODE
–160
4000
10891-120
NUMBER OF OCCURRENCES
40000
VDD = VDRIVE = 3.0V
65k SAMPLES
TA = 25°C
2047
3500
图14. 差分非线性与代码的关系
60000
0
3000
2500
CODE
图11. 积分非线性与代码的关系
50000
10891-116
DNL (LSB)
1.0
10891-115
INL (LSB)
典型性能参数
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
FREQUENCY (kHz)
图13. 10 kHz快速傅里叶变换(FFT)，VDD = 3.0 V，VREF = 2.5 V(外部)
Rev. A | Page 13 of 41
图16. 10 kHz FFT，VDD = 3.0 V，VREF = 2.5 V(内部)
500
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
0
72
TA = 25°C
fSAMPLE = 1MSPS
VREF = 2.5V
–10
70
–20
2.7V
3.0V
5.0V
–30
–40
THD (dB)
66
–50
64
–70
TA = 25°C
fSAMPLE = 1MSPS
VREF = 2.5V
–90
10
–100
100
INPUT FREQUENCY (kHz)
1
图20. 不同电源电压下THD与模拟输入频率的关系
69.6
72
69.5
70
SNR (dB)
SINAD (dB)
69.4
2.7V
3.0V
5.0V
68
66
64
69.3
69.2
69.1
TA = 25°C
fSAMPLE = 1MSPS
VREF = 2.5V
1
VDD = 5.0V
TA = 25°C
fSAMPLE = 1MSPS
fIN = 10kHz
69.0
10
68.9
–10
10891-111
62
100
INPUT FREQUENCY (kHz)
–9
–8
SNR
SINAD
ENOB
11.00
67.0
THD, SFDR (dB)
68.0
10.80
VDD = 5.0V
TA = 25°C
fSAMPLE = 1MSPS
fIN = 10kHz
65.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
–82
–84
–86
10.60
10.40
5.0
10.20
10891-121
66.0
0
–80
11.40
11.20
–1
THD
SFDR
ENOB (Bits)
SNR, SINAD (dB)
–2
–3
–78
11.60
69.0
2.0
–4
11.80
70.0
1.5
–5
–88
–90
1.0
REFERENCE VOLTAGE (V)
VDD = 5.0V
TA = 25°C
fSAMPLE = 1MSPS
fIN = 10kHz
10891-128
71.0
–6
图21. SNR与输入电平的关系
12.00
72.0
–7
INPUT LEVEL (dB)
图18. 不同电源电压下SINAD与模拟输入频率的关系
64.0
1.0
100
INPUT FREQUENCY (kHz)
图17. 不同电源电压下SNR与模拟输入频率的关系
60
10
10891-109
1
–80
10891-108
62
60
2.7V
3.0V
5.0V
–60
10891-123
SNR (dB)
68
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
REFERENCE VOLTAGE (V)
图19. SNR、SINAD和ENOB与基准电压的关系
图22. THD和SFDR与基准电压的关系
Rev. A | Page 14 of 41
5.0
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
–80
600
–81
550
–82
500
CURRENT (µA)
THD (dB)
–83
–84
–85
–86
–87
VDD = 5.0V
fSAMPLE = 1MSPS
fIN = 10kHz
450
400
fSAMPLE = 1MSPS
300
–88
–35
–15
5
25
45
65
85
105
200
125
10891-125
–90
–55
250
10891-129
–89
25
–40
TEMPERATURE (°C)
70
70.6
60
VDD = 3.0V
VREF = 2.5V
fIN = 10kHz
fSAMPLE = 1MSPS
5.25V
5.0V
3.3V
2.7V
50
CURRENT (µA)
SNR (dB)
125
图26. 工作IDD 电源电流与不同VDD 电源电压下的温度关系
70.8
70.2
85
TEMPERATURE (°C)
图23. THD与温度的关系
70.4
5.25V
5.0V
3.3V
2.7V
350
70.0
69.8
69.6
40
30
20
69.4
–35
–15
5
25
45
65
85
105
0
125
10891-126
69.0
–55
10
10891-122
69.2
25
–40
图24. SNR与温度的关系
8
400
TOTAL POWER-DOWN CURRENT (µA)
IDD (µA) AT VDD = VDRIVE = 3.00V
IDRIVE (µA) AT VDD = VDRIVE = 3.00V
IDD (µA) AT VDD = VDRIVE = 5.00V
IDRIVE (µA) AT VDD = VDRIVE = 5.00V
350
300
250
200
150
10891-137
100
50
200
300
400
500
600
700
800
900
7
5
4
3
2
1
0
1000
THROUGHPUT (kSPS)
5.25V
5.0V
3.3V
2.7V
6
10891-127
450
CURRENT (µA)
125
图27. 不同VDRIVE 电源电压下工作IDRIVE 电源电流与温度的关系
500
0
100
85
TEMPERATURE (°C)
TEMPERATURE (°C)
–40
25
85
125
TEMPERATURE (°C)
图25. 工作电流与吞吐速率的关系
图28. 不同电源下总关断电流与温度的关系
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AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
12
100
VDRIVE = 1.8V, +125°C
10
95
90
VDRIVE = 1.8V, –40°C
VDRIVE = 3V, +125°C
4
VDRIVE = 3V, +25°C
30
40
70
10891-113
20
50
SDO CAPACITANCE LOAD (pF)
1
10
1000
图32. PSRR与纹波频率的关系
1.5
0.10
CH 0
CH 1
CH 2
CH 3
CH 4
CH 5
CH 6
CH 7
0.5
0.08
0.06
GAIN ERROR (%FS)
1.0
OFFSET ERROR (mV)
100
RIPPLE FREQUENCY (kHz)
图29. tDSDO 延迟与SDO电容负载和电源的关系
0
–0.5
0.04
0.02
0
CH 0
CH 1
CH 2
CH 3
CH 4
CH 5
CH 6
CH 7
–0.02
–0.04
–0.06
10891-130
–1.0
–1.5
–55
VDD = VDRIVE = 5.00V
VDD = VDRIVE = 3.00V
75
2
10
TA = 25°C
fSAMPLE = 1MSPS
VREF = 2.5V EXTERNAL
80
VDRIVE = 3V, –40°C
0
85
–35
–15
5
25
45
65
85
105
–0.08
–0.10
–55
125
–35
–15
TEMPERATURE (°C)
5
25
45
65
10891-133
6
10891-136
8
PSRR (dB)
tDSDO DELAY (ns)
VDRIVE = 1.8V, +25°C
85
105
125
85
105
125
TEMPERATURE (°C)
图33. 增益误差与温度的关系
图30. 偏置误差与温度的关系
1.5
0.10
0.08
0
–0.5
–1.0
–1.5
–55
–35
–15
5
25
45
65
85
105
0.06
0.04
0.02
0
–0.02
–0.04
–0.06
10891-134
GAIN ERROR MATCH (%FS)
0.5
10891-131
OFFSET ERROR MATCH (mV)
1.0
–0.08
–0.10
–55
125
TEMPERATURE (°C)
–35
–15
5
25
45
65
TEMPERATURE (°C)
图34. 增益误差匹配与温度的关系
图31. 失调误差匹配与温度的关系
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AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
–50
VDD = 5.0V
TA = 25°C
fSAMPLE = 1MSPS
–70
TA = 25°C
VDD = 3V
fIN = 10kHz
fSAMPLE = 1MSPS
–55
–60
THD (dB)
–80
–90
–65
–70
–100
–75
–110
1
–85
100
10
INPUT FREQUENCY (kHz)
10
100
图 35. 通道间隔离与输入频率的关系
–91
–93
–95
–97
VDD = 5.0V
fSAMPLE = 1MSPS
fIN = 10kHz
–103
–105
–55
–35
–15
5
25
45
65
85
105
VDD = VDRIVE = 3V
2.500
2.498
2.494
2.492
2.490
+25°C
–40°C
+85°C
+125°C
20
40
60
80
100
CURRENT LOAD (µA)
10891-114
VREF (V)
2.496
0
–35
–15
5
25
45
65
85
图39. 内部基准电压与温度的关系
2.502
2.484
2.495
TEMPERATURE (°C)
图36. 通道间隔离与温度的关系
2.486
2.500
2.490
–55
125
TEMPERATURE (°C)
2.488
2.505
10891-135
INTERNAL REFERENCE VOLTAGE (V)
–89
10891-132
CHANNEL-TO-CHANNEL ISOLATION (dB)
2.510
–87
–101
10k
图38. THD与源阻抗的关系
–85
–99
1k
SOURCE IMPEDANCE (Ω)
10891-110
–120
–80
10891-124
CHANNEL-TO-CHANNEL ISOLATION (dB)
–60
图37. 不同温度下基准电压输出(VREF )与电流负载的关系
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105
125
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
术语
积分非线性(INL)
INL指ADC传递函数与一条通过ADC传递函数端点的直线
的最大偏差。对于AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8，传
递函数有两个端点，起点在低于第一个码转换的½ LSB处的
零电平，终点在高于最后一个码转换的½ LSB处的满量程。
差分非线性(DNL)
DNL指ADC中任意两个相邻码之间所测得变化值与理想的
1 LSB变化值之间的差异。
失调误差
失调误差是指第一个码转换(00 ... 000到00 ... 001)的跃变点
与理想点(例如GND + 0.5 LSB)的偏差。
失调误差匹配
失调误差匹配是指任意两个输入通道之间的失调误差之差。
增益误差
对于AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8，增益误差指在失
调误差调零之后，最后一个码转换(从111 ... 110到111 ... 111)
的跃变点与理想点(例如VREF − 1.5 LSB)的偏差。
增益误差匹配
增益误差匹配是指任意两个输入通道之间的增益误差之差。
瞬态响应时间
采样保持放大器在转换结束后恢复跟踪模式。采样保持器
采集时间是转换结束后，采样保持放大器输出达到最终值(在
±0.5 LSB内)所需的时间。详情参见“串行端口接口”部分。
信纳比(SINAD)
信纳比是指在ADC输出端测得的信号对噪声及失真比。这
里的信号是基波幅值的均方根值。噪声为所有达到采样频
率一半(fS/2，直流信号除外)的非基波信号之和。
在数字化过程中，这个比值的大小取决于量化级数，量化
级数越多，量化噪声就越小。对于一个正弦波输入的理想
N位转换器，信纳比理论值计算公式为：
SINAD = (6.02N + 1.76) dB
因此，对于12位转换器，信纳比为74 dB。
通道间隔离
通道间隔离衡量选定通道之间，以及与其它所有通道之间
的串扰水平，通过向所有未选定的输入通道施加一个满量
程、10 kHz正弦波信号，并决定该信号在施加直流信号的选
定 通 道 内 的 衰 减 程 度 来 测 量 。 图 35显 示 AD7091R-2/
AD7091R-4/AD7091R-8所有通道的最差情况。
总谐波失真(THD)
THD指所有谐波均方根和与基波的比值。对于AD7091R-2/
AD7091R-4/AD7091R-8，其定义为
THD (dB ) = 20 log
V22 + V32 + V4 2 + V52 + V62
V1
其中：
V1是基波幅度的均方根值。
V2、V3、V4、V5和V6是二次到六次谐波幅度的均方根值。
无杂散动态范围(SFDR)
SFDR指输入信号与峰值杂散信号的均方根幅值之差，用分
贝(dB)表示。
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AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
工作原理
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8为12位、快速(1 MSPS)、
超低功耗、单电源ADC。这些器件均采用2.7 V至5.25 V电源
供电。AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8的吞吐速率可达
1 MSPS。
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8提供片内采样-保持
ADC和串行接口，采用16/20/24引脚TSSOP或LFCSP封装，
相比替代解决方案可节省大量空间。串行时钟输入访问器
件产生的数据。该逐次逼近型ADC所用的时钟由内部产
生。AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8所用的基准电压由
外部提供，或由片内精密基准电压源产生。AD7091R-2/
AD7091R-4/AD7091R-8的模拟输入范围是0 V至VREF。
当ADC启动转换时，SW2断开，而SW1移至位置B，使比
较器变得不平衡(见图41)。使用控制逻辑可让电荷再分配
DAC可以加上和减去采样电容中的固定电荷数量，使得比
较器恢复到平衡状态。完成SAR判断后，比较器输入重新
平衡。控制逻辑从这些SAR判断中生成ADC输出代码。
ADC传递函数
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8的输出编码方式为标准
二进制。所设计的码跃迁在连续整数LSB值的中间(即½ LSB、
1½ LSB等等)进行。AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8的LSB
大小为VREF/4096。AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8的理
想传递特性如图42所示。
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8还提供省电选项，可在
两次转换间隙进入省电状态。省电特性通过标准串行接口
实现，详见“工作模式”部分。
ADC CODE
111...111
111...110
转换器操作
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8为逐次逼近型ADC，基
于电荷再分配数模转换器(DAC)。图40和图41显示了该
ADC的原理示意图。图40显示的是采样阶段的ADC。SW2
闭合且SW1置于A时，比较器保持在平衡状态，采样电容
采集VIN的信号。
SAMPLING
CAPACITOR
SW1
B
ACQUISITION
PHASE
CONTROL
LOGIC
SW2
COMPARATOR
AGND
10891-015
VIN
VDD/2
CHARGE
REDISTRIBUTION
DAC
SAMPLING
CAPACITOR
SW1
B
CONVERSION
PHASE
CONTROL
LOGIC
SW2
COMPARATOR
AGND
VDD/2
10891-016
VIN
000...010
000...001
000...000
0V 1LSB
ANALOG INPUT
+VREF – 1LSB
图42. AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8传递特性
基准电压
P_DOWN LSB位设为0时，通过REFIN/REFOUT引脚提供范围
为2.5 V至VDD的外部基准电压源。上电时，默认禁用内部基
准电压源。
内部基准电压电路由一个2.5 V带隙基准电压源和一个基准电
压缓冲器组成。AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8采用内
部基准电压源模式工作时，由REFIN/REFOUT引脚提供2.5 V内
部基准电压，该引脚通常使用2.2 µF电容耦合至GND。将内
部基准电压施加于系统的其它地方之前，建议对其进行
缓冲。
图40. ADC采集阶段
A
1LSB = VREF /4096
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8既可在内部2.5 V片内基准
电压下工作，也可在外部施加的基准电压下工作。配置寄
存器内的P_DOWN LSB位逻辑状态决定是否使用内部基准
电压源。当P_DOWN LSB位设为1时，使用内部基准电压源。
CHARGE
REDISTRIBUTION
DAC
A
111...000
011...111
10891-017
电路信息
基准电压缓冲器需要50 ms的上电时间，并在上电期间给2.2 µF
去耦电容充电。
图41. ADC转换阶段
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AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
电源
模拟输入
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8采用两个电源引脚：内
核电源(VDD)和数字输入/输出接口电源(VDRIVE)。VDRIVE可以
与1.8 V至5.25 V的任何逻辑直接接口。为减少所需的电源数，
VDRIVE和VDD引脚可以连在一起，具体取决于系统的逻辑电
平。AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8与VDRIVE和VDD电源
的时序无关。此外，AD7091R-2/AD7091R-4/ AD7091R-8在
很宽的频率范围内对电源变化非常不敏感，如图32所示。
图43显示AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8模拟输入结构
的等效电路。二极管D1和D2为模拟输入提供ESD保护。切
记，模拟输入信号不得超过供电轨300 mV以上，否则会造
成二极管正偏，并开始向基板内导通电流。这些二极管可
以导通但不会导致器件彻底损坏的最大电流为10 mA。
VDD VREF
D1
表8. 推荐电源管理器件1
产品
ADP7102
ADM7160
ADP162
1
R1
VIN
C1
400fF
D3
C2
3.6pF
D2
CONVERSION PHASE–SWITCH OPEN
TRACK PHASE–SWITCH CLOSED
说明
20 V、300 mA低噪声CMOS LDO
超低噪声、200 mA线性稳压器
超低静态电流、CMOS线性稳压器
10891-019
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8在每个转换阶段结束时
自动关断，因此功耗与采样速率成线性比例关系。自动关
断功能使得AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8非常适合低
采样速率(甚至几赫兹)和电池供电的应用。
图43. 等效模拟输入电路
针对最新的推荐电源管理器件，请参考AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
产品页面。
典型连接图
图44显示AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8的典型连接图。
应将一个2.7 V至5.25 V范围的正电源连接到VDD引脚。这些
去耦电容的典型值为0.1 μF和10 μF。将这些电容靠近器件引
脚放置。注意，对REFIN/REFOUT引脚去耦可达到指定的性
能。REFIN/REFOUT电容典型值为2.2 μF，具有0 V至VREF模拟
输入范围。调节器旁路(REGCAP)去耦电容的典型值为1.0 μF。
VDRIVE输入上施加的电压控制串行接口的电压，因此，此
引脚应连接到微处理器的电源电压。将VDRIVE
设为1.8 V至5.25 V范围。VDRIVE去耦电容的典型值为0.1 μF
和10 μF。转换结果以16位字输出，MSB优先。
需要外部施加基准电压源时，使用配置寄存器禁用内部基
准电压源。选用1.0 V至5.25 V VDD范围的外部基准电压源，
并连接至REFIN/REFOUT引脚。
对于注重功耗的应用，可使用ADC省电模式改善功耗性
能。详情请参见“工作模式”部分。
图43中的C1电容典型值约为400 pF，主要是引脚寄生电容。
R1电阻是由开关导通电阻构成的集总元件，典型值约为
500 Ω。C2电容是ADC采样电容，典型值为3.6 pF。
在对谐波失真和信噪比要求严格的应用中，模拟输入应采
用一个低阻抗源进行驱动。高源阻抗会显著影响该ADC的
交流性能，并且可能要求用一个输入缓冲放大器，如图44
所示。通常根据具体应用来选择运算放大器。
不用放大器来驱动模拟输入端时，应将源阻抗的值限制在
较低水平。最大的源阻抗取决于可容许的总谐波失真
(THD)。总谐波失真随着输入源阻抗的增加而增大，从而
使ADC性能下降。
使用AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8 VINx引脚模拟输入
信号路径上的外部滤波器实现特定性能。该滤波器可以是
单极点低通RC滤波器或类似器件。
将MUXOUT引脚直接连接至ADCIN引脚。如有需要，可在路
径上插入一个缓冲放大器。对通道进行序列操作时，不要
在MUXOUT和任何缓冲输入之间放置滤波器，因为这样会
产生串扰。如果不进行缓冲，则对通道进行序列操作时，
不要在MUXOUT和ADCIN之间放置滤波器，因为这样会产生
串扰。
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AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
驱动放大器选择
表9. 推荐的驱动放大器1
虽然AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8很容易驱动，但驱
动放大器必须满足下列要求：
产品
ADA4805-1
AD8031
AD8032
AD8615
• 驱动放大器所产生的噪声必须足够低，以保持AD7091R-2/
AD7091R-4/AD7091R-8的SNR和转换噪声性能。来自驱
动 器 的 噪 声 由 R 1 和 C 2 所 构 成 的 A D 7 0 9 1 R- 2 /
AD7091R-4/AD7091R-8模拟输入电路单极低通滤波器进
行滤波，或者由外部滤波器(如有)进行滤波。AD7091R-2/
AD7091R-4/AD7091R-8的典型噪声为280 μV rms，因此
放大器引起的SNR性能降低为：
1
说明
低噪声、超低功耗、宽带宽放大器
低噪声、低功耗、单通道放大器
低噪声、低功耗、双通道放大器
低频率、低电压放大器
针对最新的推荐ADC驱动器产品，请参见AD7091R-2/AD7091R-4/
AD7091R-8产品页面。
其中：
f −3dB 是AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8的输入带宽
(1.5 MHz)，单位为MHz，或者是输入滤波器(如有)的截
止频率。
N是放大器的噪声增益(例如，缓冲器配置时增益 = 1；参
见图44)。
eN为运算放大器的等效输入噪声电压，单位为nV/√Hz。
• 对于交流应用，驱动器的THD性能必须与AD7091R-2/
AD7091R-4/AD7091R-8相当。
• 如果缓冲器位于MUXOUT和ADCIN之间，则驱动放大器
和AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8模拟输入电路必须
使电容阵列以12位水平(0.0244%，244 ppm)建立满量程阶
跃。在放大器数据手册中，更常见的是从0.1%建立到
0.01%，且可能与12位水平时的建立时间有很大的不同。
因此选择驱动器之前务必进行验证。
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AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
WITH BUSY
INDICATION
VDRIVE
47kΩ
10µF
100nF
10µF
VDD
100nF
VDRIVE
MICROCONTROLLER/
MICROPROCESSOR/
DSP
SDO
REGCAP
SCLK
1µF
CS
ANALOG
INPUT
CONVST
VIN0
SDI
ALERT1
AD7091R-2/
AD7091R-4/
AD7091R-8
ANALOG
INPUT
ADCIN
VINX
REFIN/
REFOUT
GND
MUXOUT
2.2µF
NOTES
1THIS PIN IS FOR THE AD7091R-4/AD7091R-8.
OPTIONAL
BUFFER
560pF
10891-018
33Ω
图44. 带可选缓冲器的典型连接图
WITH BUSY
INDICATION
VDRIVE
47kΩ
100nF
10µF
VDD
100nF
VDRIVE
SDO
REGCAP
SCLK
1µF
33Ω
ANALOG
INPUT
CS
CONVST
VIN0
SDI
560pF
AD7091R-2/
AD7091R-4/
AD7091R-8
33Ω
ANALOG
INPUT
560pF
MICROCONTROLLER/
MICROPROCESSOR/
DSP
ALERT1
ADCIN
VINX
GND
REFIN/
REFOUT
MUXOUT
2.2µF
NOTES
1THIS PIN IS FOR THE AD7091R-4/AD7091R-8.
图45. 无可选缓冲器的典型连接图
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10891-140
10µF
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
寄存器
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8集成用户可编程寄存器。
表10提供寄存器的完整列表。
寄存器为读/写(R/W)或只读(R)。数据写入读/写寄存器，
或者从读/写寄存器中回读。只读寄存器只能用于读取。针
对只读寄存器或未部署寄存器地址的任何写操作均视为无
操 作 (NOP)。 NOP命 令 是 一 个 SPI命 令 ， AD7091R-2/
AD7091R-4/AD7091R-8会将其忽略。写入只读寄存器后，
如果在下一个SPI帧之前无转换，则后续SPI帧的输出为全
零。类似地，针对未部署寄存器的任何读操作均输出零。
寻址寄存器
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8上的串行传输由16个
SCLK周期组成。16个SCLK传输期间，对SDI线路上的6个
MSB解码，以确定所寻址的寄存器。6个MSB由寄存器地址
(ADDx)、位[4:0]和读/写位组成。寄存器地址位确定选中
哪个片内寄存器。读/写位确定SDI线路上读/写位之后的数
据是否载入寻址寄存器。若读/写位为1，则这些位载入由
寄存器选择位寻址的寄存器。数据在CS上升沿载入寄存器。
若读/写位为0，则认为命令是一个读操作请求。请求的寄
存器数据在SDO线路上的下一个消息中可用。
表10. 寄存器描述
地址
0x00
0x01
0x02
0x03
0x04
0x05
0x06
0x07
0x08
0x09
0x0A
0x0B
0x0C
0x0D
0x0E
0x0F
0x10
0x11
0x12
0x13
0x14
0x15
0x16
0x17
0x18
0x19
0x1A
0x1B
0x1C
…
0x1F
寄存器名称
转换结果
通道
配置
警报指示
通道0下限
通道0上限
通道0迟滞
通道1下限
通道1上限
通道1迟滞
通道2下限
通道2上限
通道2迟滞
通道3下限
通道3上限
通道3迟滞
通道4下限
通道4上限
通道4迟滞
通道5下限
通道5上限
通道5迟滞
通道6下限
通道6上限
通道6迟滞
通道7下限
通道7上限
通道7迟滞
保留
…
保留
默认
0x0000
0x0000
0x00C0
0x0000
0x0000
0x01FF
0x01FF
0x0000
0x01FF
0x01FF
0x0000
0x01FF
0x01FF
0x0000
0x01FF
0x01FF
0x0000
0x01FF
0x01FF
0x0000
0x01FF
0x01FF
0x0000
0x01FF
0x01FF
0x0000
0x01FF
0x01FF
0x0000
…
0x0000
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AD7091R-8
R
R/W
R/W
R
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
无操作(NOP)
…
无操作(NOP)
访问类型
AD7091R-4
R
R/W
R/W
R
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
…
无操作(NOP)
AD7091R-2
R
R/W
R/W
R
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
无操作(NOP)
…
无操作(NOP)
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
转换结果寄存器
转换结果寄存器是一个16位只读寄存器，以标准二进制格式存储最后一次ADC转换结果。寄存器还存储转换通道的通道ID以
及警报状态。
图46. 转换结果寄存器
表11. 转换结果寄存器映射
MSB
B15
B14
CH_ID
B13
B12
ALERT
B11
B10
B9
B8
B7
B6
B5
CONV_RESULT
B4
B3
B2
LSB
B0
B1
表12. 转换结果寄存器位描述
位
[15:13]
名称
CH_ID
12
ALERT
[11:0]
CONV_RESULT
1
2
说明
转换通道的3位通道ID
B15 1, 2
B142
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
警报标志
0: 无警报
1: 有警报
B13
0
1
0
1
0
1
0
1
复位
0x0
访问类型
R
0
R
0x000
R
模拟输入通道
VIN0
VIN1
VIN2
VIN3
VIN4
VIN5
VIN6
VIN7
12位转换结果
AD7091R-4中始终为零。
AD7091R-2中始终为零。
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AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
通道寄存器
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8中的通道寄存器是一个8位读/写寄存器。8个模拟输入通道中的每一个都在通道寄存器中
有一个对应位。如需选择一个通道使其位于通道转换序列中，可在通道寄存器中将对应的通道位设为1。通道转换序列更新
以前有一个转换延迟。如果通道寄存器采用新数值编程，则转换序列复位至新数值中编号最低的通道。
图47. 通道寄存器
表13. 通道寄存器映射
MSB
B15
B14
B13
B12
保留
B11
B10
B9
B8
B7
CH7
B6
CH6
B5
CH5
B4
CH4
B3
CH3
B2
CH2
B1
CH1
表14. 通道寄存器的位描述
位
[15:8]
7
名称
保留
CH7
6
CH6
5
CH5
4
CH4
3
CH3
2
CH2
1
CH1
说明
保留
转换通道7
0: 禁用通道7
1: 使能通道7
转换通道6
0: 禁用通道6
1: 使能通道6
转换通道5
0: 禁用通道5
1: 使能通道5
转换通道4
0: 禁用通道4
1: 使能通道4
转换通道3
0: 禁用通道3
1: 使能通道3
转换通道2
0: 禁用通道2
1: 使能通道2
转换通道1
0: 禁用通道1
1: 使能通道1
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复位
0x00
0x0
访问类型
R
R/W
0x0
R/W
0x0
R/W
0x0
R/W
0x0
R/W
0x0
R/W
0x0
R/W
LSB
B0
CH0
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
位
0
名称
CH0
说明
转换通道0
0: 禁用通道0
1: 使能通道0
复位
0x0
访问类型
R/W
配置寄存器
配置寄存器是一个16位、读/写寄存器，用来设置AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8的工作模式。
图48. 配置寄存器
表15. 配置寄存器映射
MSB
B15
B14
B13 B12
保留
B11
B10
B9
SRST
B8
保留
B7
ALERT_
STICKY
B6
ALERT_
DRIVE_TYPE
B5
BUSY
B4
ALERT_EN_
OR_GPO0
B3
ALERT_POL_
OR_GPO0
LSB
B0
B2
B1
GPO1
P_DOWN
表16. 配置寄存器的位描述
位
[15:10]
9
名称
保留
SRST
说明
8
7
保留
ALERT_STICKY
保留
ALERT_STICKY位为粘滞位。此位在有效迟滞条件下不清零。
0: 若结果下降至超出迟滞范围，则清零ALERT1。
1: 仅在读操作或软复位时清零ALERT1。
软件复位位。设置此位可复位内部数字控制逻辑和结果，
以及警报寄存器，但不复位其他存储器映射寄存器。
此位在下一个时钟周期中自动清零。
注意，它会从熔丝载入随机访问存储器(RAM)。
0: 软复位未激活。
1: 激活软复位。
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复位
0x00
0x0
访问类型
R
RWAC
0x0
0x1
R
R/W
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
位
6
名称
ALERT_DRIVE_TYPE
5
BUSY
4
ALERT_EN_OR_GPO0
3
ALERT_POL_OR_GPO0
2
[1:0]
1
说明
ALERT1引脚驱动类型。
0: ALERT1引脚为开漏驱动型。
1: ALERT1引脚为CMOS驱动型。
ALERT1引脚指示器件是否因转换操作而繁忙。
0: ALERT1引脚未用于繁忙状态。
1: ALERT1引脚用于繁忙状态，前提是ALERT_EN_OR_GPO0
为1；不满足前提条件则该位始终回读0。
使能ALERT引脚或GPO01。
0: ALERT1引脚用作GPO01。
1: ALERT1引脚用于ALERT1/BUSY1状态。
ALERT1引脚极性(若ALERT_EN_OR_GPO0为1)或GPO01数值。
0: 低电平有效ALERT1极性(若ALERT_EN_OR_GPO0 = 1)或GPO01 = 0。
1: 高电平有效ALERT1极性(若ALERT_EN_OR_GPO0 = 1)或GPO01 = 1。
复位
0x1
访问类型
R/W
0x0
R/W
0x0
R/W
0x0
R/W
GPO1
GPO11数值。
0: GPO11引脚上的驱动0。
1: GPO11引脚上的驱动1。
0x0
R/W
P_DOWN
省电模式。
设置
模式
00
模式0
01
模式1
10
模式2
11
模式2
0x0
R/W
睡眠模式/偏置发生器
关
关
开
开
内部基准电压源
关
开
关
开
指参数中多功能引脚的单个功能时，只会列出引脚名称中与规格相关的部分。要了解多功能引脚的全部引脚名称，请参见“引脚配置和功能描述”部分。
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AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
警报指示寄存器
通道上发生第二个警报事件，该警报事件的对应位也会
16位警报指示寄存器是一个只读寄存器，提供警报事件信
置位。
息。如果一次转换导致ALERT/BUSY/GPO0引脚的ALERT
读取警报指示寄存器的内容将使该寄存器复位。警报指示
功能激活，如“通道x下限寄存器”部分和“通道x上限寄存
寄存器在SPI帧的第二个SCLK周期复位，此时读出ALERT
器”部分所述，则可以读取警报寄存器，以确定警报源。
数据。如果同一时间发生了一次转换，则发送转换结果而
该寄存器的每条通道均含有两个状态位，一个对应上限，
非警报指示寄存器内容。这种情况下不会复位警报指示寄
另一个对应下限。状态为1的位显示超出限值发生的位
存器。
置，即哪一通道，以及超过的是上限还是下限。
双通道或四通道器件中，任何未部署通道的警报位始终返
如果在接收第一个警报事件和查询警报寄存器之间，另一
回零。
图49. 警报指示寄存器(图中显示默认寄存器值为0，表示未发生警报)
表17. 警报指示寄存器的寄存器映射
MSB
B15
LO_7
B14
HI_7
B13
LO_6
B12
HI_6
B11
LO_5
B10
HI_5
B9
LO_4
B8
HI_4
B7
LO_3
B6
HI_3
B5
LO_2
B4
HI_2
B3
LO_1
B2
HI_1
B1
LO_0
表18. 警报指示寄存器的位描述
位
15
位名称
LO_7
14
HI_7
说明
通道7低电平警报状态
0: 通道7无警报
1: 通道7低电平警报
通道7高电平警报状态
0: 通道7无警报
1: 通道7高电平警报
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复位
0x0
访问类型
R
0x0
R
LSB
B0
HI_0
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
位
13
位名称
LO_6
12
HI_6
11
LO_5
10
HI_5
9
LO_4
8
HI_4
7
LO_3
6
HI_3
5
LO_2
4
HI_2
3
LO_1
2
HI_1
1
LO_0
0
HI_0
说明
通道6低电平警报状态
0: 通道6无警报
1: 通道6低电平警报
通道6高电平警报状态
0: 通道6无警报
1: 通道6高电平警报
通道5低电平警报状态
0: 通道5无警报
1: 通道5低电平警报
通道5高电平警报状态
0: 通道5无警报
1: 通道5高电平警报
通道4低电平警报状态
0: 通道4无警报
1: 通道4低电平警报
通道4高电平警报状态
0: 通道4无警报
1: 通道4高电平警报
通道3低电平警报状态
0: 通道3无警报
1: 通道3低电平警报
通道3高电平警报状态
0: 通道3无警报
1: 通道3高电平警报
通道2低电平警报状态
0: 通道2无警报
1: 通道2低电平警报
通道2高电平警报状态
0: 通道2无警报
1: 通道2高电平警报
通道1低电平警报状态
0: 通道1无警报
1: 通道1低电平警报
通道1高电平警报状态
0: 通道1无警报
1: 通道1高电平警报
通道0低电平警报状态
0: 通道0无警报
1: 通道0低电平警报
通道0高电平警报状态
0: 通道0无警报
1: 通道0高电平警报
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复位
0x0
访问类型
R
0x0
R
0x0
R
0x0
R
0x0
R
0x0
R
0x0
R
0x0
R
0x0
R
0x0
R
0x0
R
0x0
R
0x0
R
0x0
R
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
16位时，B15至B9未使用。仅使用9个LSB、B8至B0。这9位
由用户编程，用作内部12位寄存器的MSB。内部12位寄存
器的3个LSB设为111。
通道x下限寄存器
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8的每一个模拟输入通道
都有各自的下限寄存器。下限寄存器为16位读/写寄存器。
寄存器地址见表10。下限寄存器存储激活ALERT输出的转
换值下限。
通道x迟滞寄存器
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8的每一个模拟输入通道
都有各自的迟滞寄存器，该寄存器为16位读/写寄存器。寄
存器地址见表10。使用限值寄存器时，迟滞寄存器存储迟
滞 值 (N)。 如 果 发 生 超 过 限 值 事 件 ， 迟 滞 值 将 决 定
ALERT/BUSY/GPO0引脚的复位点。
16位时，B15至B9未使用。仅使用9个LSB、B8至B0。这9位
由用户编程，用作内部12位寄存器的MSB。内部12位寄存
器的3个LSB设为000。
通道x上限寄存器
16位时，B15至B9未使用。仅使用9个LSB、B8至B0。这9位
由用户编程，用作内部12位寄存器的MSB。内部12位寄存
器的3个LSB设为000。
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8的每一个模拟输入通道
都有各自的上限寄存器。上限寄存器为16位读/写寄存器。
寄存器地址见表10。上限寄存器存储激活ALERT输出的转
换值上限。
表19. 通道x下限寄存器的寄存器映射
MSB
B15
B14
B13
B12
保留
B11
B10
B9
B8
B7
B6
B5
B4
B3
CHx下限
B2
B1
LSB
B0
表20. 通道x下限寄存器的位描述
位
[15:9]
[8:0]
位名称
保留
CHx下限
复位
0x00
0x000
说明
保留
通道x的下限值
访问类型
R
R/W
表21. 通道x上限寄存器映射
MSB
B15
B14
B13
B12
保留
B11
B10
B9
B8
B7
B6
B5
B4
B3
CHx上限
B2
B1
LSB
B0
表22. 通道x上限寄存器的位描述
位
[15:9]
[8:0]
位名称
保留
CHx上限
说明
保留
通道x的上限值
复位
0x00
0x1FF
访问类型
R
R/ W
表23. 通道x迟滞寄存器映射
MSB
B15
B14
B13
B12
保留
B11
B10
B9
B8
B7
B6
B5
B4
B3
CHx迟滞
B2
B1
LSB
B0
表24. 通道x迟滞寄存器的位描述
位
[15:9]
[8:0]
位名称
保留
CHx迟滞
说明
保留
通道x迟滞值
复位
0x00
0x1FF
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访问类型
R
R/W
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
串行端口接口
SPI是一个4线式接口(3路输入，1路输出)，用于串行数据
通信。它有一条片选(CS)线路、一路串行时钟(SCLK)、一
路串行数据输入(SDI)和一路串行数据输出(SDO)。SDI和
SDO上的数据相对于SCLK传输。CS用于帧同步数据，低
电平有效。
个上升沿和下降沿有效。第16个下降沿之后，再次拉高
CS， 使 SDO返 回 高 阻 态 。 如 需 再 次 转 换 ， 则 再 次 拉 低
CONVST引脚(至少1 µs以后)，然后重复读取周期。图51给
出了这种操作的时序图。
当CS为高电平时，SDO保持高阻态。CS的下降沿使SDO线
路脱离高阻态。CS的上升沿使SDO线返回高阻态。
可通过SPI写入器件中的任意读/写寄存器。通过单次16位
SPI读取操作，可执行寄存器写命令。写命令格式如表25所
示。位[B15:B11]包含寄存器地址。寄存器地址的完整列表
参见表10。将位B10设为1可选择写命令。随后的10位(位
[B9:B0])包含待写入选定寄存器的数据。
向寄存器写入数据
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8上部署的SPI可同时支
持：CPHA和CPOL = 0，且CPHA和CPOL = 1。这样可以确
保器件能与微控制器和DSP对接，从而当CS未置位时保持
SCLK高电平或低电平。当CS未置位时，器件忽略SCLK
切换。
从寄存器读取数据
器件中的所有寄存器均可通过SPI读取。读取寄存器的命令
执行方法为：发出一个寄存器读取命令，然后再发出一个
额外的SPI命令；该命令可以是有效的命令，也可以是
NOP。读命令格式如表26所示。位[B15:B11]包含寄存器地
址。寄存器地址的完整列表参见表10。将位B10设为0可选
择读命令。器件忽略后续位(位[B9:B0])。
读取转换结果
CONVST信号用于初始化转换过程。CONVST信号的高电
平至低电平转换可将采样保持电路置于保持模式，并在此
时对模拟输入采样。转换开始后，需600 ns时间来完成。转换
结束前，再次拉高CONVST信号。转换过程结束后，采样
保持模式返回跟踪模式。随后，拉低CS引脚，并将转换结
果 逐 个 输 出 至 SDO引 脚 。 数 据 作 为 16位 字 在 串 行 时 钟
(SCLK)输入的控制下移出器件。数据在SCLK下降沿移
出，数据位在上升沿和下降沿均有效。MSB在CS下降沿移
出。数据传输的最后一位在第15个下降沿输出，并在第16
任何转换事件均被当作特殊情况对待，覆盖之前的读命
令。AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8始终在每次转换事
件之后将转换结果驱动至SDO，哪怕上一个SPI帧发出过寄
存器读操作。
表25. 写命令消息配置
B14
B13
B12
寄存器地址[4:0]
B11
B10
1
B9
B8
B7
B6
B5
B4
B3
B2
LSB
B0
B1
数据
CONVST
CS
SDI
WRITE REG 1
WRITE REG 2
WRITE REG 3
SDO
CONV RESULT
INVALID DATA
INVALID DATA
图50. 串行接口寄存器写操作
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10891-024
MSB
B15
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
表26. 读命令消息配置
B14
B13
B12
寄存器地址[4:0]
B11
B10
0
B9
B8
B7
B6
B5
B4
无关
B3
B2
LSB
B0
B1
CONVST
CS
SDI
READ REG 1
READ REG 2
READ REG 3
SDO
CONV RES
REG 1 DATA
REG 2 DATA
图51. 串行接口寄存器读操作
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10891-025
MSB
B15
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
工作模式
正常模式
用户可以控制器件工作在正常模式或进入省电模式。这些
工作模式提供灵活的电源管理选项，允许针对不同的应用
要求优化功耗与吞吐速率之比。
为实现最高的吞吐速率性能，应当使用正常模式。对于
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8来说，上电时间不成问
题 ， 因 为 这 些 器 件 始 终 保 持 完 全 上 电 状 态 。 图 52显 示
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8正常模式下的一般原理
图。如“串行端口接口”部分所述，转换在CONVST下降沿
启动。为确保器件始终处于完全上电状态，应在tCONVERT之
前使CONVST返回高电平，并且保持高电平状态直到转换
完成。图52中的转换结束(EOC)点表示EOC结束以及测试
CONVST逻辑电平的时刻。
若要回读转换结果寄存器中存储的数据，应等待转换完
成，然后拉低CS，并将转换数据逐个输出至SDO引脚。输
出 移 位 寄 存 器 为 16位 宽 。 数 据 作 为 16位 字 在 串 行 时 钟
(SCLK)输入的控制下移出器件。图4给出了这种操作的完
整时序图。转换读操作完成之后，再次拉低CONVST以启
动另一次转换。
省电模式
当要求较低吞吐速率和功耗时，可以使用省电模式；方法
是在两次转换之间关断ADC，或者以高吞吐速率执行一系
列转换，然后在这些突发转换之间关断ADC并持续一段相
对较长的时间。当AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8处于
省电模式时，所有模拟电路关断；然而，串行接口依然处
于激活状态。
如需进入省电模式，可对配置寄存器的省电配置位执行写
操作，如表15所示。如需进入完全省电模式，可将休眠模
式/偏置发生器位设为1，然后将内部基准位设为0，这样便
可确保关断所有模拟电路和内部基准电压源。使能内部基
准电压源后，只要配置寄存器的位0设为1，它就会消耗
电能。
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8的串行接口在省电模式
下仍能工作；因此，用户可在器件进入省电模式后回读转
换结果。
如 需 退 出 该 模 式 并 再 次 上 电 AD7091R-2/AD7091R-4/
AD7091R-8，可写入配置寄存器的省电配置位(见表15)。
在 CONVST的 上 升 沿 ， 器 件 开 始 上 电 。 AD7091R-2/
AD7091R-4/AD7091R-8上电时间典型值为1 µs。上电后，ADC
将处于完全上电状态，可以正常采集输入信号。要启动下
一次转换，应按照“正常模式”所述操作接口。使用内部基
准电压源且器件处于完全省电模式时，用户必须等待直到
内部基准电压源有足够时间上电并建立之后，才能执行转
换操作。基准电压缓冲器需要50 ms的上电时间，并在上电
期间给2.2 µF去耦电容充电。
若在AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8器件未执行转换期
间使用省电模式，则较低吞吐速率下ADC平均功耗将下
降。使用吞吐速率较低的省电模式。如果两次突发转换的
间隔较短，则使用正常模式(参见“正常模式”部分)。
EOC
tCNVPW
CONVST
tCONVERT
tEOCCSL
CS
SDO
CONVERSION DATA
图52. 正常模式下的串行接口读取时序
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tDIS
10891-026
tEN
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
警报(仅AD7091R-4和AD7091R-8)
警报功能用作超出范围指示器。当选定通道的转换结果寄
存器数值超出通道上限寄存器中的CHx HIGH LIMIT数值
或低于通道下限寄存器中的CHx LOW LIMIT数值时，便触
发警报事件。
详细警报信息可通过警报寄存器读取。该寄存器的每条通
道均含有两个状态位，一个对应上限，另一个对应下限。
针对所有通道的逻辑“或”运算产生一般警报值。该值可通
过转换结果寄存器的警报位读取，并可配置为驱动ALERT
功能至ALERT/BUSY/GPO0引脚。通过配置配置寄存器中
的下列各位，可配置ALERT/BUSY/GPO0引脚：
• ALERT_EN_OR_GPO0位(位4)设为1。
• BUSY位(位5)设为0。
• 如需使能ALERT/BUSY/GPO0引脚的ALERT功能并使其
低电平有效，可将ALERT_POL_OR_GPO0位(位3)设为0；
如需使其高电平有效，可将该位设为1。
读取警报寄存器内容可清零警报寄存器、警报位和ALERT/
BUSY/GPO0引脚的ALERT功能。另外，如果转换结果超过
选定通道的迟滞值，则该通道对应的警报位自动复位。将
配置寄存器中的ALERT_STICKY位设为1，可禁用警报状
态的自动清零。若警报发生时ALERT_STICKY位已置位，
则只能通过读取警报寄存器进行复位。发出软件复位命令
同样可清零警报状态。
ALERT/BUSY/GPO 0 引脚具有开漏配置，允许在ALERT/
BUSY/GPO 0 引 脚 的 ALERT功 能 为 低 电 平 有 效 时 将 多 个
AD7091R-4/AD7091R-8器件的警报输出连接在一起。配置
寄存器的ALERT_DRIVE_TYPE位(位6)控制ALERT/BUSY/
GPO0引脚配置。
使用配置寄存器的ALERT_POL_OR_GPO0位(位3)设置警
报输出的有效极性。上电默认低电平有效。
使用ALERT/BUSY/GPO0引脚的ALERT功能以及开漏配置
时，需采用外部上拉电阻。将外部上拉电阻连接至
VDRIVE。电阻值取决于应用；然而，该值必须足够大，以
避免ALERT/BUSY/GPO0引脚的ALERT功能触发时产生过
量吸电流。
繁忙(仅AD7091R-4和AD7091R-8)
将ALERT/BUSY/GPO0引脚配置为繁忙输出时，使用该引
脚可表示转换开始。如需将ALERT/BUSY/GPO0引脚配置
为繁忙，可使用配置寄存器中的下列位：
• ALERT_EN_OR_GPO0位(位4)设为1。
• BUSY位(位5)设为1。
• 如需使BUSY引脚低电平有效，可将ALERT_POL_OR_GPO0位(位3)设为0；如需使该引脚高电平有效，可将其
设为1。
使用ALERT/BUSY/GPO0引脚的BUSY功能时，需采用外部
上拉电阻，因为输出为开漏配置。将外部上拉电阻连接至
VDRIVE。电阻值取决于应用；然而，该值必须足够大，以
避免ALERT/BUSY/GPO0引脚的BUSY功能触发时产生过量
吸电流。
Rev. A | Page 34 of 41
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
通道序列器
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8包括一个通道序列器，
可用于重复扫描通道。序列所包含的通道可在通道寄存器
中配置。如果通道寄存器中的所有位均为0，则默认选择
通道0，且全部转换均在该通道上进行。如果通道寄存器
为非零，则转换序列从通道寄存器中使能的最低编号通道
开始。序列器按升序遍历所有使能的通道。序列中的所有
通道完成转换后，再次开始执行序列。
通道转换序列更新以前有一个转换延迟。如果通道寄存器
采用新数值编程，则转换序列复位至新数值中编号最低的
通道。
CONVST
SDI
WRITE 0x00F0
CHANNEL REG
NOP
NOP
NOP
SDO
RESULT
CHANNEL 0
RESULT
CHANNEL 0
RESULT
CHANNEL 4
RESULT
CHANNEL 5
10891-028
CS
图53. 通道序列器
CONVST
SDI
WRITE 0x001
CHANNEL REG
WRITE 0x002
CHANNEL REG
WRITE 0x004
CHANNEL REG
WRITE 0x008
CHANNEL REG
WRITE 0x0010
CHANNEL REG
SDO
RESULT
CHANNEL 0
RESULT
CHANNEL 0
RESULT
CHANNEL 0
RESULT
CHANNEL 1
RESULT
CHANNEL 2
图54. 通道序列器的多通道写操作
Rev. A | Page 35 of 41
10891-029
CS
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
菊花链
中，当位计数器超过16位时，所有接收位都通过SDO发
送。第一个从机的输出是第二个从机的输入。出于效率方
面的考虑，每个从机都忽略输入的所有16位SPI命令——除
了最后一个。CS上升沿之前接收的最后一个SPI命令是菊
花链上指定器件的唯一一个有效SPI命令。下一个SPI帧的
输出由有效SPI命令或任意转换事件确定。
该模式适用于多个AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8器件
的应用。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。
以相同的CS、CONVST和SCLK信号寻址全部ADC从机。
链路上的第一个AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8从机
SDI由SPI主机的MOSI引脚直接驱动。第一个从机的SDO连
接第二个从机的SDI。所有后续从机均以此方式连接，且
最 后 一 个 从 机 的 SDO驱 动 主 机 输 入 和 主 机 的 从 机 输 出
(MISO)引脚。使用两个AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
器件的连接原理图示例如图55所示。
利用读取的转换结果来配置从机寄存器的方法如图56至图
60所示；图中示例采用两个从机。采用与双器件配置相同
的办法可向链路中添加额外的从机器件。
链路上的每一个AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8从机都
要求一个16位SPI命令。如果有N个从机，则每个SPI帧都
必须具有N × 16位数据。在AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
MOSI
SS
CS
CS
AD7091R-x
AD7091R-x
SLAVE A
CONVST
SDO
SDI
SLAVE B
CONVST
SCLK
MISO
SDO
SCLK
SCLK
CONVERT
10891-030
SDI
DIGITAL HOST
SPI MASTER
图55. 菊花链配置
CONVST
CS
1
16 17
32
1
16 17
32
NOP
NOP
NOP
NOP
SDO A/
SDI B
CONV_RESULT A
NOP
CONV_RESULT A
NOP
SDO B
CONV_RESULT B
CONV_RESULT A
CONV_RESULT B
CONV_RESULT A
SDI A
图56. 双从机菊花链模式配置下的转换
Rev. A | Page 36 of 41
10891-031
SCLK
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
CONVST
CS
1
16 17
32
SDI A
WRITE REG1 B
WRITE REG2 A
SDO A/
SDI B
INVALID DATA
WRITE REG1 B
SDO B
INVALID DATA
INVALID DATA
10891-032
SCLK
图57. 双从机菊花链模式配置下的单次寄存器写操作
CONVST
CS
1
16 17
1
32
16 17
32
READ REG1 B
READ REG2 A
NOP
NOP
SDO A/
SDI B
CONV_RESULT A
READ REG1 B
DATA REG2 A
NOP
SDO B
CONV_RESULT B
CONV_RESULT A
DATA REG1 B
DATA REG2 A
SDI A
10891-033
SCLK
图58. 双从机菊花链模式配置下的单次寄存器读操作
CONVST
CS
1
16 17
32
1
16 17
32
1
16 17
32
READ REG1 B
READ REG2 A
READ REG3 B
READ REG4 A
NOP
NOP
SDO A/
SDI B
CONV_RESULT A
READ REG1 B
DATA REG2 A
READ REG3 B
DATA REG4 A
NOP
SDO B
CONV_RESULT B
CONV_RESULT A
DATA REG1 B
DATA REG2 A
DATA REG3 B
DATA REG4 A
SDI A
10891-034
SCLK
图59. 双从机菊花链模式配置下的多次寄存器读操作
CONVST
CS
1
16 17
32
1
16 17
32
1
16 17
32
WRITE REG1 B
WRITE REG2 A
WRITE REG3 B
WRITE REG4 A
NOP
NOP
SDO A/
SDI B
CONV_RESULT A
WRITE REG1 B
INVALID DATA
WRITE REG3 B
INVALID DATA
NOP
SDO B
CONV_RESULT B
CONV_RESULT A
INVALID DATA
INVALID DATA
INVALID DATA
INVALID DATA
SDI A
图60. 双从机菊花链模式配置下的多次寄存器写操作
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10891-035
SCLK
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
外形尺寸
4.10
4.00 SQ
3.90
PIN 1
INDICATOR
0.35
0.30
0.25
16
13
0.65
BSC
PIN 1
INDICATOR
12
1
EXPOSED
PAD
4
2.70
2.60 SQ
2.50
9
BOTTOM VIEW
FOR PROPER CONNECTION OF
THE EXPOSED PAD, REFER TO
THE PIN CONFIGURATION AND
FUNCTION DESCRIPTIONS
SECTION OF THIS DATA SHEET.
0.05 MAX
0.02 NOM
COPLANARITY
0.08
0.20 REF
SEATING
PLANE
0.20 MIN
08-16-2010-C
0.80
0.75
0.70
5
8
0.45
0.40
0.35
TOP VIEW
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-WGGC.
图61. 16引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_WQ]
4 mm × 4 mm超薄四方体
(CP-16-17)
图示尺寸单位：mm
5.10
5.00
4.90
16
9
4.50
4.40
4.30
6.40
BSC
1
8
PIN 1
1.20
MAX
0.15
0.05
0.65
BSC
0.30
0.19
COPLANARITY
0.10
0.20
0.09
SEATING
PLANE
8°
0°
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-153-AB
图62. 16引脚超薄紧缩小型封装[TSSOP] (RU-16)
图示尺寸单位：mm
Rev. A | Page 38 of 41
0.75
0.60
0.45
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
4.10
4.00 SQ
3.90
PIN 1
INDICATOR
0.30
0.25
0.20
20
16
15
0.50
BSC
1
EXPOSED
PAD
5
PIN 1
INDICATOR
2.65
2.50 SQ
2.35
11
BOTTOM VIEW
0.05 MAX
0.02 NOM
COPLANARITY
0.08
0.20 REF
SEATING
PLANE
0.25 MIN
FOR PROPER CONNECTION OF
THE EXPOSED PAD, REFER TO
THE PIN CONFIGURATION AND
FUNCTION DESCRIPTIONS
SECTION OF THIS DATA SHEET.
061609-B
0.80
0.75
0.70
6
10
0.50
0.40
0.30
TOP VIEW
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-WGGD.
图63. 20引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_WQ]
4 mm × 4 mm超薄四方体
(CP-20-10)
图示尺寸单位：mm
6.60
6.50
6.40
20
11
4.50
4.40
4.30
1
6.40 BSC
10
PIN 1
0.65
BSC
1.20 MAX
0.15
0.05
COPLANARITY
0.10
0.30
0.19
0.20
0.09
SEATING
PLANE
8°
0°
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-153-AC
图62. 20引脚超薄紧缩小型封装[TSSOP] (RU-20)
图示尺寸单位：mm
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0.75
0.60
0.45
AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
4.10
4.00 SQ
3.90
PIN 1
INDICATOR
0.30
0.25
0.18
PIN 1
INDICATOR
24
19
18
0.50
BSC
1
EXPOSED
PAD
13
12
0.50
0.40
0.30
0.80
0.75
0.70
6
7
0.05 MAX
0.02 NOM
COPLANARITY
0.08
0.20 REF
SEATING
PLANE
0.25 MIN
BOTTOM VIEW
FOR PROPER CONNECTION OF
THE EXPOSED PAD, REFER TO
THE PIN CONFIGURATION AND
FUNCTION DESCRIPTIONS
SECTION OF THIS DATA SHEET.
04-12-2012-A
TOP VIEW
2.65
2.50 SQ
2.45
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-WGGD.
图65. 24引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_WQ]
4 mm × 4 mm超薄四方体
(CP-24-7)
图示尺寸单位：mm
7.90
7.80
7.70
24
13
4.50
4.40
4.30
1
12
6.40 BSC
PIN 1
0.15
0.05
0.65
BSC
0.30
0.19
0.10 COPLANARITY
1.20
MAX
SEATING
PLANE
0.20
0.09
8°
0°
0.75
0.60
0.45
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-153-AD
图66. 24引脚超薄紧缩小型封装[TSSOP] (RU-24)
图示尺寸单位：mm
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AD7091R-2/AD7091R-4/AD7091R-8
订购指南
型号1
AD7091R-2BCPZ
AD7091R-2BCPZ-RL7
AD7091R-2BRUZ
AD7091R-2BRUZ-RL7
EVAL-AD7091R-2SDZ
AD7091R-4BCPZ
AD7091R-4BCPZ-RL7
AD7091R-4BRUZ
AD7091R-4BRUZ-RL7
EVAL-AD7091R-4SDZ
AD7091R-8BCPZ
AD7091R-8BCPZ-RL7
AD7091R-8BRUZ
AD7091R-8BRUZ-RL7
EVAL-AD7091R-8SDZ
EVAL-SDP-CB1Z
1
通道
2
2
2
2
温度范围
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
4
4
4
4
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
8
8
8
8
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
封装描述
16引脚引线框芯片级封装[LFCSP_WQ]
16引脚引线框芯片级封装[LFCSP_WQ]
16引脚超薄紧缩小型封装[TSSOP]
16引脚超薄紧缩小型封装[TSSOP]
评估板
20引脚引线框芯片级封装[LFCSP_WQ]
20引脚引线框芯片级封装[LFCSP_WQ]
20引脚超薄紧缩小型封装[TSSOP]
20引脚超薄紧缩小型封装[TSSOP]
评估板
24引脚引线框芯片级封装[LFCSP_WQ]
24引脚引线框芯片级封装[LFCSP_WQ]
24引脚超薄紧缩小型封装[TSSOP]
24引脚超薄紧缩小型封装[TSSOP]
评估板
评估控制板
Z = 符合RoHS标准的器件。
©2013–2014 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and
registered trademarks are the property of their respective owners.
D10891sc-0-7/14(A)
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封装选项
CP-16-17
CP-16-17
RU-16
RU-16
CP-20-10
CP-20-10
RU-20
RU-20
CP-24-7
CP-24-7
RU-24
RU-24
很抱歉，暂时无法提供与“AD7091R-8BRUZ”相匹配的价格&库存，您可以联系我们找货
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工商网监
湘ICP备2023018690号
