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2026-06-03 21:53:25 +08:00
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raw/DTU/AD采样芯片_TPAFE5160.md Normal file
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## 简介
TPAFE5160是一款16位、8通道同时采样、逐次逼近型（SAR）ADC。每个通道都具备完整的模拟前端，且每个通道的ADC工作速率为350 kSPS。该模拟前端包括输入钳位、具有高输入阻抗（1 MΩ）的可编程增益放大器（PGA）、低通滤波器以及ADC输入驱动器。使用采样芯片而不用MCU自带ADC的最大特点是：
1. 8 通道独立采样
2. 16-Bit ADC （量化误差 0.0015%）
3. 工作速率为 350 kSPS 远远大于 6400 SPS
**淘宝价格：29**
TPAFE5160 是思瑞浦推出的**Pin-to-Pin 完全兼容 AD7606B**的国产 16 位 8 通道同步采样 ADC，在**采样率、输入保护、数字电源范围**上优于原始 AD7606，**价格仅为 ADI 的 1/3~1/2**，且已进入国网认证白名单，是电力、工控领域首选国产化替代方案。
## 引脚
![image.png](https://lsky.bitnasdaq.vip/RIQ4v8.png)
| 引脚号 | 引脚名称 | I/O 类型 | 功能描述 |
| --- | ---------------- | ------ | --------------------------------------------------------- |
| 1 | AVDD | P | 模拟电源引脚 |
| 2 | AGND | P | 模拟地引脚 |
| 3 | OS0 | DI | 过采样控制引脚 |
| 4 | OS1 | DI | 过采样控制引脚 |
| 5 | OS2 | DI | 过采样控制引脚 |
| 6 | PAR/SER/BYTE SEL | DI | 控制引脚，选择串行、并行或并行字节接口模式 |
| 7 | STBY | DI | 低电平有效，选择待机 / 关断模式；STBY 为高时，配合 RANGE 引脚选择输入电压范围 |
| 8 | RANGE | DI | 多功能引脚：STBY 为低时配合选择待机 / 关断；STBY 为高时选 ±10V (高)/±5V (低) 范围 |
| 9 | CONVSTA | DI | 高电平有效，启动通道 1-4 的同步采样与转换 |
| 10 | CONVSTB | DI | 高电平有效，启动通道 5-8 的同步采样与转换 |
| 11 | RESET | DI | 高电平有效，复位数字逻辑；并行模式下为低有效就绪输入；串行模式下为时钟输入 |
| 12 | RD/SCLK | DI | 多功能引脚：并行模式下为低有效读信号；串行模式下为串行时钟输入 |
| 13 | CS | DI | 低电平有效，芯片选择信号 |
| 14 | BUSY | DO | 高电平有效，指示转换正在进行 |
| 15 | FRSTDATA | DO | 高电平有效，指示当前输出为通道 1 的转换数据 |
| 16 | DB0 | DO | 并行接口数据输出位 0（最低有效位 LSB） |
| 17 | DB1 | DO | 并行接口数据输出位 1 |
| 18 | DB2 | DO | 并行接口数据输出位 2 |
| 19 | DB3 | DO | 并行接口数据输出位 3 |
| 20 | DB4 | DO | 并行接口数据输出位 4 |
| 21 | DB5 | DO | 并行接口数据输出位 5 |
| 22 | DB6 | DO | 并行接口数据输出位 6 |
| 23 | DVDD | P | 数字电源引脚，需与引脚 26 的 AGND 去耦 |
| 24 | DOUTA/DB7 | DO | 多功能引脚：并行模式下为数据输出位 7；串行模式下为串行数据输出 A |
| 25 | DOUTB/DB8 | DO | 多功能引脚：并行模式下为数据输出位 8；串行模式下为串行数据输出 B |
| 26 | AGND | P | 模拟地引脚 |
| 27 | DB9 | DO | 并行接口数据输出位 9 |
| 28 | DB10 | DO | 并行接口数据输出位 10 |
| 29 | DB11 | DO | 并行接口数据输出位 11 |
| 30 | DB12 | DO | 并行接口数据输出位 12 |
| 31 | DB13 | DO | 并行接口数据输出位 13 |
| 32 | HBEN/DB14 | DO/DI | 多功能引脚：并行模式下为数据输出位 14；并行字节模式下为高低字节选择输入 |
| 33 | BYTE SEL/DB15 | DO/DI | 多功能引脚：并行模式下为数据输出位 15（最高有效位 MSB）；并行字节模式下为模式使能输入 |
| 34 | REFSEL | DI | 高电平有效，启用内部基准电压源 |
| 35 | AGND | P | 模拟地引脚 |
| 36 | REGCAP1 | AO | 内部稳压器输出 1，接 1μF 电容去耦至 AGND，典型值 4V |
| 37 | AVDD | P | 模拟电源引脚 |
| 38 | AVDD | P | 模拟电源引脚 |
| 39 | REGCAP2 | AO | 内部稳压器输出 2，接 1μF 电容去耦至 AGND，典型值 4V |
| 40 | AGND | P | 模拟地引脚 |
| 41 | AGND | P | 模拟地引脚 |
| 42 | REFIN/REFOUT | AIO | 多功能引脚：REFSEL=1 时输出内部 2.5V 基准；REFSEL=0 时输入外部基准，接 10μF 电容去耦 |
| 43 | REFGND | P | 基准地引脚，需短接至模拟地平面，与引脚 42 接 10μF 电容去耦 |
| 44 | REFCAPA | AO | 基准放大器输出 A，需与 REFCAPB 短接，接 10μF 低 ESR 陶瓷电容去耦至 AGND，典型值 4V |
| 45 | REFCAPB | AO | 基准放大器输出 B，需与 REFCAPA 短接，接 10μF 低 ESR 陶瓷电容去耦至 AGND，典型值 4V |
| 46 | REFGND | P | 基准地引脚，需短接至模拟地平面，与引脚 42 接 10μF 电容去耦 |
| 47 | AGND | P | 模拟地引脚 |
| 48 | AVDD | P | 模拟电源引脚 |
| 49 | AIN_1P | AIO | 模拟输入通道 1 正端 |
| 50 | AIN_1GND | AIO | 模拟输入通道 1 负端 |
| 51 | AIN_2P | AIO | 模拟输入通道 2 正端 |
| 52 | AIN_2GND | AIO | 模拟输入通道 2 负端 |
| 53 | AIN_3P | AIO | 模拟输入通道 3 正端 |
| 54 | AIN_3GND | AIO | 模拟输入通道 3 负端 |
| 55 | AIN_4P | AIO | 模拟输入通道 4 正端 |
| 56 | AIN_4GND | AIO | 模拟输入通道 4 负端 |
| 57 | AIN_5P | AIO | 模拟输入通道 5 正端 |
| 58 | AIN_5GND | AIO | 模拟输入通道 5 负端 |
| 59 | AIN_6P | AIO | 模拟输入通道 6 正端 |
| 60 | AIN_6GND | AIO | 模拟输入通道 6 负端 |
| 61 | AIN_7P | AIO | 模拟输入通道 7 正端 |
| 62 | AIN_7GND | AIO | 模拟输入通道 7 负端 |
| 63 | AIN_8P | AIO | 模拟输入通道 8 正端 |
| 64 | AIN_8GND | AIO | 模拟输入通道 8 负端 |
**I/O 类型说明**：P = 电源 / 地；DI = 数字输入；DO = 数字输出；AIO = 模拟输入 / 输出；AO = 模拟输出
![image.png](https://lsky.bitnasdaq.vip/gkjy0O.png)
模拟电源：5V
数字电源：3.3V
## 接口模式引脚对比
|引脚类型|配置时机|动态切换能力|
|---|---|---|
|过采样控制 OS [2:0]|BUSY 下降沿锁存|支持|
|接口模式 PAR/SER/BYTE SEL|上电 / 复位时锁存|不支持|
|输入范围 RANGE|上电 / 复位时锁存|不支持|
|基准选择 REFSEL|上电 / 复位时锁存|不支持|
## 极限参数
![image.png](https://lsky.bitnasdaq.vip/LoLdDf.png)
## 数字滤波器配置
TPAFE5160 提供可选的数字平均滤波器，适用于需要更低噪声和更高动态范围的吞吐量较低的应用场景。数字滤波器的过采样率由 OS[2:0] 引脚的配置决定。
在过采样模式下，通过对采样值进行平均来降低信号链的噪声并提高 ADC（模数转换器）的信噪比（SNR）。最终输出也会经过抽取处理，以提供每个通道的数据。
| OS [2:0] (引脚配置) | OS RATIO (过采样比率) | MAX THROUGHPUT PER CHANNEL (kSPS) (每通道最大吞吐量) |
| :-------------: | :--------------: | :------------------------------------------: |
| **000** | **NO OS (无过采样)** | **350** |
| **001** | **2** | **175** |
| **010** | **4** | **87.5** |
| **011** | **8** | **43.75** |
| **100** | **16** | **21.875** |
| **101** | **32** | **10.94** |
| **110** | **64** | **5.47** |
| **111** | **NA (不适用)** | **350** |
## 通讯接口模式选择
***需在上电 / 复位前固定电平配置，无动态切换能力***
| 接口模式 | PAR/SER/BYTE SEL（引脚 6） | DB15/BYTE SEL（引脚 33） | 核心特点 | 适用场景 |
| ------------ | ---------------------- | -------------------- | ---------------- | ------------------- |
| **16 位并行接口** | 低电平（0） | x | 速度最快，16 位数据一次性输出 | 高速采集、32 位 MCU、无引脚限制 |
| **串行接口** | 高电平（1） | 低电平（0） | 引脚最少，SPI 兼容 | 布线紧张、低速采集、多片级联 |
| **并行字节接口** | 高电平（1） | 高电平（1） | 8 位数据分两次输出 | 8 位 MCU、兼容旧硬件平台 |