ADI / TI 信号链选型指南 2026 — 运放 / ADC / DAC 三大类核心元件选型 SOP
引言:为什么信号链选型是模拟电路工程师的「基本功」
2026 年全球模拟芯片市场规模 …

ADI / TI 信号链选型指南 2026 — 运放 / ADC / DAC 三大类核心元件选型 SOP

引言:为什么信号链选型是模拟电路工程师的「基本功」

2026 年全球模拟芯片市场规模 850 亿美元(中国占 32%),其中 ADI + TI 合计占 45%。信号链(Signal Chain)是模拟电路的核心 — 从传感器到 MCU/DSP 的完整路径,涉及运算放大器(运放)、模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、传感器信号调理、电源管理。

信号链选型错一个元件 → 整个系统精度崩盘。常见问题:运放偏置电流太大 → 传感器信号失真;ADC 采样率不够 → 高速信号混叠;DAC 输出噪声太大 → 控制精度不足。

本文 ADI / TI 主流系列实战选型 SOP,覆盖运放 / ADC / DAC 三大类,并提供 4 大典型场景(工业 / 医疗 / 仪器 / 汽车)选型表。

一、信号链整体架构

传感器(温度/压力/加速度/电流/电压)
     ↓
信号调理(放大 / 滤波 / 隔离)
     ↓
ADC(模数转换)
     ↓
MCU / DSP / FPGA(数字处理)
     ↓
DAC(数模转换) [控制回路 / 波形输出]
     ↓
执行器 / 显示屏 / 通信

关键性能指标:

• 精度(Resolution / INL / DNL)
• 速度(Bandwidth / Slew Rate / Sampling Rate)
• 噪声(Input-Referred Noise / SNR)
• 功耗(Quiescent Current / Shutdown Current)
• 温度范围(Commercial 0-70°C / Industrial -4085°C / Automotive -40125°C)

二、运算放大器(运放)选型 SOP

2.1 ADI 主流运放系列

系列	类型	典型型号	带宽	噪声	应用
AD8628	零漂移	AD8628ARZ	2 MHz	0.5 μV	精密仪器、称重
ADA4522	零漂移	ADA4522-4	5 MHz	0.15 μV	医疗仪器
AD797	低噪声	AD797ARZ	110 MHz	0.9 nV/√Hz	音频、传感器前置放大
AD8675	精密	AD8675ARZ	10 MHz	2.8 nV/√Hz	标准精密放大
ADA4940	全差分	ADA4940-2	80 MHz	3.6 nV/√Hz	ADC 驱动器
AD8429	仪表放大	AD8429BRZ	15 MHz	1.5 nV/√Hz	桥式传感器(应变片/称重)

2.2 TI 主流运放系列

系列	类型	典型型号	带宽	噪声	应用
OPA227	精密	OPA2277PA	1 MHz	3 nV/√Hz	通用精密放大
OPA1612	音频	OPA1612AIDR	80 MHz	1.1 nV/√Hz	高保真音频
OPA2227	双路精密	OPA2227PA	2 MHz	3 nV/√Hz	多通道精密放大
THS4631	高速	THS4631DDA	210 MHz	7 nV/√Hz	ADC 驱动器、缓冲
INA128	仪表放大	INA128PA	1.3 MHz	8 nV/√Hz	应变片、称重
INA240	电流检测	INA240A1DR	400 kHz	40 nV/√Hz	电机电流、电池监控

2.3 运放选型决策树

1. 是否需要放大 mV 级信号?(传感器)
   是 → 仪表放大器(INA128 / AD8429)
   否 → 继续

2. 是否需要零漂移?(温度传感器、热电偶)
   是 → 零漂移运放(AD8628 / ADA4522)
   否 → 继续

3. 信号频率多少?
   < 100 kHz → 通用精密(OPA227 / AD8675)
   100 kHz - 10 MHz → 高速(OPA1612 / THS4631)
   > 10 MHz → 超高速(AD797 / LMH6624)

4. 是否单电源供电?
   是 → RRIO(rail-to-rail I/O)(OPA2333 / AD8532)
   否 → 标准

5. 是否 ADC驱动器?
   是 → 全差分(ADA4940 / THS4631)

2.4 运放选型案例 — 称重传感器(应变片)

应用:1kg 量程称重传感器,输出 ±2 mV/V,激励电压 5V,输出信号 ±10 mV

选型:

• 激励电压:REF5025(5V 精密基准)
• 第一级放大:INA128(仪表放大,增益 100x → ±1V 输出)
• 第二级滤波:OPA227(2 阶低通滤波,fc = 1 kHz)
• ADC:ADS1256(24-bit Σ-Δ,3.3 kSPS,ENOB 23 位)

总精度:±0.01% FSO(满量程)

三、ADC 选型 SOP

3.1 三种 ADC 架构对比

架构	速度	精度	功耗	典型型号
逐次逼近(SAR)	100 kSPS – 10 MSPS	12-18 bit	低	AD7606 / ADS131M04
Σ-Δ(Sigma-Delta)	10 SPS – 1 MSPS	16-32 bit	中	ADS1256 / AD7173
流水线(Pipeline)	10 MSPS – 1 GSPS	8-14 bit	高	AD9680 / ADC32RF45

3.2 ADI 主流 ADC 系列

系列	架构	分辨率	采样率	通道数	典型型号
AD7606	SAR	16-bit	200 kSPS	8 同步	AD7606BSTZ
AD7173	Σ-Δ	24-bit	31.25 kSPS	8/16	AD7173-8BCPZ
AD7768	Σ-Δ	24-bit	256 kSPS	8	AD7768BSTZ
AD9680	Pipeline	14-bit	1 GSPS	2	AD9680BBCZ
AD4020	SAR	20-bit	1 MSPS	1	AD4020BCPZ
AD7380	SAR	16-bit	4 MSPS	2 同步	AD7380BCPZ

3.3 TI 主流 ADC 系列

系列	架构	分辨率	采样率	通道数	典型型号
ADS1256	Σ-Δ	24-bit	30 kSPS	8	ADS1256IDBR
ADS131M04	SAR	24-bit	32 kSPS	4	ADS131M04IPWR
ADS131A04	SAR	24-bit	128 kSPS	4	ADS131A04IPWR
ADS127L01	Σ-Δ	24-bit	500 kSPS	1	ADS127L01IPW
ADS52J90	Pipeline	14-bit	100 MSPS	16	ADS52J90AEVM
ADC12DJ3200	Pipeline	12-bit	6.4 GSPS	2	ADC12DJ3200AAV

3.4 ADC 选型决策树

1. 信号带宽多少?
   < 100 Hz → Σ-Δ 24-bit(ADS1256 / AD7173) — 称重 / 温度
   100 Hz - 1 MHz → SAR 16-18-bit(ADS131M04 / AD7606) — 工控 / 振动
   > 1 MHz → Pipeline 12-14-bit(AD9680 / ADC12DJ3200) — 雷达 / 软件无线电

2. 通道数多少?
   1-2 → 单/双通道(AD4020 / ADS127L01)
   4-8 → 多通道同步(AD7606 / AD7768)
   16+ → 专用多通道(ADS52J90)

3. 是否需要同步采样?
   是 → 多通道同步 ADC(AD7606 / ADS131M04)
   否 → 标准多通道

4. 功耗预算?
   < 100 mW → Σ-Δ(ADS1256 28 mW)
   100-500 mW → SAR(AD7606 250 mW)
   > 500 mW → Pipeline(AD9680 2.5 W)

3.5 ADC 选型案例 — 多通道振动监测

应用:8 通道 IEPE 加速度计同步采样,带宽 20 kHz

选型:

• ADC:AD7606(16-bit,8 通道同步,200 kSPS)
• 驱动:ADA4940-2(全差分驱动器)
• 抗混叠滤波:OPA227(2 阶 Butterworth,fc = 20 kHz)

关键:8 通道同步采样(AD7606 内置 8 个 SAR) — 关键波形相位对齐。

四、DAC 选型 SOP

4.1 ADI 主流 DAC 系列

系列	分辨率	更新率	通道数	典型型号	应用
AD5683R	16-bit	250 kSPS	1	AD5683RBRMZ	工业控制
AD5755	16-bit	1 MSPS	4	AD5755ACPZ	工业自动化
AD9783	12-bit	500 MSPS	1	AD9783BCPZ	通信基带
AD9106	12-bit	180 MSPS	4	AD9106BCPZ	波形发生器

4.2 TI 主流 DAC 系列

系列	分辨率	更新率	通道数	典型型号	应用
DAC8564	16-bit	250 kSPS	4	DAC8564IPW	工业控制
DAC8760	16-bit	1 MSPS	1	DAC8760IPW	电流环输出 4-20mA
DAC38J84	16-bit	2.5 GSPS	4	DAC38J84IAAV	软件无线电
DAC39J84	16-bit	2.8 GSPS	4	DAC39J84IAAV	高速测试

4.3 DAC 选型案例 — 工业 4-20mA 电流环

应用:PLC 模拟量输出,4-20 mA 电流环

选型:

• DAC:DAC8760(16-bit,4-20 mA 输出专用)
• 环路供电:24V DC
• 保护:TVS 二极管(防浪涌)
• 校准:出厂 24 点校准(0-24 mA)

关键:DAC8760 内置 4-20 mA 电流环驱动,外部仅需 1 个 MOSFET — 大幅简化设计。

五、四大典型场景选型表

5.1 工业控制场景

环节	推荐型号	价格(¥)	库存
运放	OPA2277PA	8	芯在线 12K+
ADC	ADS131M04IPWR	65	芯在线 5K+
DAC	DAC8564IPW	75	芯在线 3K+
基准	REF5025AIDR	12	芯在线 8K+
隔离	ISO1541D	18	芯在线 6K+

5.2 医疗仪器场景

环节	推荐型号	关键指标
仪表放大	AD8429BRZ	1.5 nV/√Hz 噪声,15 MHz
ADC	AD7173-8BCPZ	24-bit Σ-Δ,31.25 kSPS
基准	ADR445BRZ	5V,3 ppm/°C
隔离	ADuM1411ARWZ	4 通道数字隔离

医疗关键:低噪声 + 高 CMRR + 低漏电(< 10 μA)。

5.3 仪器仪表场景

环节	推荐型号	关键指标
运放	ADA4522-4ARZ	5 MHz,0.15 μV 失调
ADC	AD7768BSTZ	24-bit Σ-Δ,256 kSPS
DAC	AD5755ACPZ	16-bit,4 通道,4-20 mA
温度传感器	MAX31826(1-Wire)	±0.5°C 精度

5.4 汽车电子场景

环节	推荐型号	车规等级
运放	OPA2333AIDR	AEC-Q100 Grade 1
ADC	ADS131M04IPWR	AEC-Q100
CAN 收发器	TJA1042T	AEC-Q100 Grade 0
隔离	ISO1042BDWVR	AEC-Q100

汽车关键:AEC-Q100 + ISO 26262 功能安全(参见 ASIL 等级详解)。

六、选型避坑 5 条经验

6.1 运放偏置电流 vs 输入阻抗

错误:选 OPA227(偏置电流 10 nA)放大 pH 电极(内阻 100 MΩ)→ 输出漂移
正确:选 AD8628(偏置电流 30 pA)或 LMP7701(偏置电流 0.2 pA)

6.2 ADC 输入范围 vs 信号范围

错误:信号 ±5V,选 0-3.3V ADC → 信号超量程
正确:信号 ±5V,选 ±10V ADC(AD7606)或加衰减网络

6.3 DAC 输出类型 vs 负载

错误:负载 4-20 mA 电流环,选电压输出 DAC(DAC8564)
正确:选电流输出 DAC(DAC8760)或加 V-I 转换

6.4 不要过度追求分辨率

错误:振动信号 10 kHz,选 24-bit Σ-Δ ADC(ADS1256,30 kSPS)
正确:选 16-bit SAR ADC(AD7606,200 kSPS),更便宜更快

6.5 注意电源去耦

常见问题:ADC/DAC 旁边没有去耦电容 → 输出纹波大
正确:每个电源引脚 100 nF + 10 μF,数字和模拟地分开

七、信号链设计的 5 个常见错误

7.1 抗混叠滤波器漏设计

ADC 采样前必须有抗混叠滤波器(Anti-Aliasing Filter),否则高频信号折叠到低频段。

设计公式:fc = 0.45 × fs(Nyquist 频率的 0.45 倍)
阶数:≥ 2 阶 Butterworth

7.2 运放供电范围不够

错误:运放供电 ±5V,信号 ±4.5V → 输出饱和
正确:运放供电 ±12V 或 RRIO(Rail-to-Rail I/O)

7.3 接地不当

单点接地:模拟地(AGND)和数字地(DGND)单点连接,靠近电源入口。
多层板:顶层信号层,中层地层,底层电源层。

7.4 PCB 布局错误

关键路径:传感器 → 仪表放大 → ADC 走线最短 + 远离数字信号
电源:模拟电源和数字电源分开,用磁珠隔离

7.5 ESD 防护

未保护:传感器接口直接接 MCU → 静电打坏 ADC
正确:接口串联电阻(1 kΩ)+ TVS 二极管 + 共模电感

八、FAQ — ADI / TI 信号链选型高频问题

Q1:ADI 还是 TI 怎么选?

核心差异:

• ADI 优势:高精度、低噪声、特殊应用(仪表放大、Σ-Δ ADC、DAC)
• TI 优势:品种齐全、价格便宜、供货稳定、车规覆盖广
• 经验:工业/医疗/精密仪器选 ADI,车规/通用/成本敏感选 TI

Q2:运放带宽够不够怎么算?

公式:运放增益带宽积(GBW) ≥ 3 × 最大信号频率 × 闭环增益
例:信号 100 kHz,闭环增益 10x → GBW ≥ 3 × 100k × 10 = 3 MHz → 选 5 MHz 运放

Q3:ADC 采样率选多少?

公式:采样率 ≥ 2.5 × 信号最高频率(奈奎斯特)
例:信号 20 kHz → 采样率 ≥ 50 kSPS → 选 100 kSPS 留余量

Q4:24-bit ADC 比 16-bit ADC 精度高多少?

理论上:24-bit 是 16-bit 的 256 倍精度
实际上:受噪声限制,24-bit 通常 ENOB 18-21 bit,16-bit 通常 ENOB 13-15 bit
精度差:约 32-256 倍(实际用有效位数 ENOB 算)

Q5:信号链设计需要 PCB Layout 评审吗?

必需。ADI / TI 都提供免费 PCB Layout 评审(提交原理图 + PCB 文件,7-10 天回复)。芯在线 FAE 团队也协助 Layout 评审 + EMC 调试。

结论

信号链选型核心 SOP:

1. 明确应用场景:工业 / 医疗 / 仪器 / 车规
2. 确定关键指标:带宽、精度、噪声、采样率
3. 选运放:带宽 + 噪声 + 偏置电流
4. 选 ADC:速度 + 分辨率 + 通道数
5. 选 DAC:输出类型 + 更新率 + 通道数
6. 电源去耦 + 接地 + Layout

芯在线(杭州)科技是 ADI + TI 授权分销商,信号链全系列现货 50K+(运放 / ADC / DAC / 基准 / 隔离),提供:

• BOM 配套:24h 完整报价 + 替代料建议
• FAE 支持:选型 + Layout 评审 + EMC 调试
• PCBA 一站式:从芯片到整机交付

联系芯在线 FAE:芯在线联系页,电话 13811577998(谢先生),邮箱 sales@coreonline.cn。提供信号链选型建议 + Layout 评审 + PCBA 全流程。