LTC2470/LTC2472 208sps/833spsを選択可能で 最大10ppm/°Cの高精度リファレンスを 内蔵した16ビットI2C ΔΣ A/Dコンバータ 特長 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ 概要 16ビット分解能 LTC®2470/LTC2472は、高精度リファレンスを内蔵し、208sps または833spsの出力レートを選択できる小型の16ビットA/D コンバータです。 これらのデバイスは2.7V∼5.5Vの単電源を 使用し、SPIインタフェースを介して通信します。LTC2470は入 力範囲が0V∼VREFのシングルエンド入力であり、LTC2472は 入力範囲が V REFの差動入力です。 どちらのA/Dコンバータ もドリフト性能が2ppm/ºCで初期精度が0.1%の1.25Vリファレ ンスを内蔵しています。 これらのA/Dコンバータは3mm 3mm の12ピンDFNパッケージまたはMSOP-12パッケージで供給 されます。発振器を内蔵しており、変換実行時の待ち時間が ないので、多重化アプリケーションに対応できます。LTC2470/ LTC2472は従来のデルタシグマ・コンバータと比べて平均入力 電流が数桁少ない独自の入力サンプリング手法を採用してい ます。 高精度リファレンスを内蔵 ー 10ppm/ C （最大） シングルエンド （LTC2470） または差動（LTC2472） 出力レートを選択可能：208sps/833sps オフセット誤差：1mV 利得誤差：0.01% 単一の変換セトリング時間により、 多重化アプリケーションを簡素化 自動シャットダウン機能を備えた単一サイクル動作 電源電流：3.5mA（標準） スリープ電流：2µA（最大） 発振器内蔵 － 外付け部品不要 SPIインタフェース 3mm×3mmの12ピン小型DFNパッケージおよび MSOPパッケージ LTC2470/LTC2472は1回の変換ごとにコンバータの電源を自 動的に遮断します。 また、 リファレンスの電源を遮断するよう設 定することもできます。A/Dコンバータとリファレンスの両方の 電源が遮断されると、電源電流は200nAまで減少します。 アプリケーション システム・モニタ 環境モニタ ■ 直接の温度測定 ■ 計測機器 ■ 産業用プロセス制御 ■ データ収集 ■ 組み込みA/Dコンバータのアップグレード ■ ■ LTC2470/LTC2472では、208spsまたは833spsの出力レートを ユーザが選択可能であり、 オーバーサンプリング率が大きい （208spsで8,192、833spsで2,048） ので、 アンチエイリアシング の要件が緩和されます。 L、LT、LTC、LTM、Linear TechnologyおよびLinearのロゴはリニアテクノロジーの登録商標で す。No Latency ΔΣはリニアテクノロジーの商標です。 その他すべての商標の所有権は、 それぞ れの所有者に帰属します。6208279、6411242、7088280、7164378を含む米国特許によって保護 されています。 標準的応用例 VREFと温度 1.2520 0.1µF 0.1µF 0.1µF 10k REFOUT SCK LTC2472 IN– 10k R 0.1µF SDO CS REF– 10µF COMP VCC IN+ 10k 0.1µF SPI INTERFACE GND REFERENCE OUTPUT VOLTAGE (V) 2.7V TO 5.5V 1.2515 1.2510 1.2505 1.2500 1.2495 1.2490 1.2485 24702 TA01a 1.2480 –50 –30 –10 10 30 50 TEMPERATURE (°C) 70 90 24702 TA01b 24702fb 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 1 LTC2470/LTC2472 絶対最大定格 （Note 1、2） 電源電圧（VCC）........................................................ −0.3V～6V アナログ入力電圧 （VIN＋、VIN−、VIN、VREF−、 VCOMP、VREFOUT）...................................... .−0.3V～（VCC＋0.3V） デジタル電圧 （VSDI、VSDO、VSCK、VCS）........................... −0.3V～（VCC＋0.3V） 保存温度範囲.....................................................−65°C～150°C 動作温度範囲 LTC2470C/LTC2472C ............................................. 0°C～70°C LTC2470I/LTC2472I ...........................................−40°C～85°C ピン配置 LTC2472 LTC2472 TOP VIEW REFOUT 1 12 VCC COMP 2 11 GND CS 3 10 IN– SDI 4 13 GND TOP VIEW 9 IN+ SCK 5 8 REF– SDO 6 7 GND 1 2 3 4 5 6 REFOUT COMP CS SDI SCK SDO VCC GND IN– IN+ REF– GND MS PACKAGE 12-LEAD PLASTIC MSOP TJMAX = 125°C, θJA = 130°C/W DD PACKAGE 12-LEAD (3mm × 3mm) PLASTIC DFN TJMAX = 125°C, θJA = 43°C/W EXPOSED PAD (PIN 13) PCB GROUND CONNECTION OPTIONAL LTC2470 12 11 10 9 8 7 LTC2470 TOP VIEW REFOUT 1 12 VCC COMP 2 11 GND CS 3 SDI 4 SCK 5 8 REF– SDO 6 7 GND 13 GND TOP VIEW REFOUT COMP CS SDI SCK SDO 10 GND 9 IN 1 2 3 4 5 6 12 11 10 9 8 7 VCC GND GND IN REF– GND MS PACKAGE 12-LEAD PLASTIC MSOP TJMAX = 125°C, θJA = 130°C/W DD PACKAGE 12-LEAD (3mm × 3mm) PLASTIC DFN TJMAX = 125°C, θJA = 43°C/W EXPOSED PAD (PIN 13) PCB GROUND CONNECTION OPTIONAL 発注情報 鉛フリー仕様 テープ・アンド・リール 製品マーキング* パッケージ 温度範囲 LTC2470CDD#PBF LTC2470CDD#TRPBF LFPV 12-Lead Plastic (3mm × 3mm) DFN 0°C to 70°C LTC2470IDD#PBF LTC2470IDD#TRPBF LFPV 12-Lead Plastic (3mm × 3mm) DFN –40°C to 85°C LTC2470CMS#PBF LTC2470CMS#TRPBF 2470 12-Lead Plastic MSOP 0°C to 70°C LTC2470IMS#PBF LTC2470IMS#TRPBF 2470 12-Lead Plastic MSOP –40°C to 85°C LTC2472CDD#PBF LTC2472CDD#TRPBF LFGV 12-Lead Plastic (3mm × 3mm) DFN 0°C to 70°C LTC2472IDD#PBF LTC2472IDD#TRPBF LFGV 12-Lead Plastic (3mm × 3mm) DFN –40°C to 85°C LTC2472CMS#PBF LTC2472CMS#TRPBF 2472 12-Lead Plastic MSOP 0°C to 70°C LTC2472IMS#PBF LTC2472IMS#TRPBF 2472 12-Lead Plastic MSOP –40°C to 85°C さらに広い動作温度範囲で規定されるデバイスについては、弊社または弊社代理店にお問い合わせください。 *温度グレードは出荷時のコンテナのラベルで識別されます。 非標準の鉛ベース仕様の製品の詳細については、弊社または弊社代理店にお問い合わせください。 鉛フリー仕様の製品マーキングの詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/leadfree/ をご覧ください。 テープアンドリールの仕様の詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/tapeandreel/ をご覧ください。 24702fb 2 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 LTC2470/LTC2472 電気的特性 ●は全動作温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25 C。 （Note 2） PARAMETER CONDITIONS MIN Resolution (No Missing Codes) (Note 3) l Integral Nonlinearity Output Rate 208sps (Note 4) Output Rate 833sps (Note 4) l l Offset Error TYP MAX 2 8 8.5 16 ±1 ±2.5 16 Bits l Offset Error Drift UNITS 0.05 LSB LSB mV LSB/°C Gain Error l ±0.01 Gain Error Drift l 0.15 ±0.25 % of FS LSB/°C Transition Noise 3 µVRMS Power Supply Rejection DC 80 dB アナログ入力 ●は全動作温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25 Cでの値。 SYMBOL PARAMETER CONDITIONS VIN + Positive Input Voltage Range LTC2472 l VIN – Negative Input Voltage Range LTC2472 l Input Voltage Range LTC2470 l VIN MIN TYP MAX UNITS 0 VREF V 0 VREF V 0 VREF V + Overrange/Underrange Voltage, IN+ VIN – = 0.625V 8 LSB VOR–, VUR– Overrange/Underrange Voltage, IN– VIN+ = 0.625V 8 LSB CIN IN+, IN–, IN Sampling Capacitance IDC_LEAK(IN+, IN–, IN) IN+, IN– DC Leakage Current (LTC2472) +, V VOR UR IN DC Leakage Current (LTC2470) ICONV Input Sampling Current (Note 8) VREF Reference Output Voltage Reference Voltage Coefficient 0.35 VIN = GND (Note 5) VIN = VCC (Note 5) pF l l –10 –10 ±1 ±1 10 10 l 1.247 1.25 1.253 ±2 ±5 ±10 ppm/°C ppm/°C 35 mA 50 (Note 9) C-Grade I-Grade l nA nA nA V Reference Line Regulation 2.7V ≤ VCC ≤ 5.5V Reference Short Circuit Current VCC = 5.5, Forcing Output to GND l COMP Pin Short Circuit Current VCC = 5.5, Forcing Output to GND l Reference Load Regulation 2.7V ≤ VCC ≤ 5.5V, IOUT = 100μA Sourcing 3.5 mV/mA Reference Output Noise Density CCOMP= 0.1μF, CREFOUT = 0.1μF, At f = 1ksps 30 nV/√Hz –90 dB 200 µA 電源要件 ●は全動作温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25 Cでの値。 SYMBOL PARAMETER CONDITIONS VCC Supply Voltage l ICC Supply Current Conversion Conversion Nap Sleep l l l l CS = GND (Note 6) LTC2472 CS = GND (Note 6) LTC2470 CS = VCC (Note 6) CS = VCC (Note 6) MIN TYP 2.7 MAX 5.5 3.5 2.5 800 0.2 5 4 1500 2 UNITS V mA mA µA µA 24702fb 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 3 LTC2470/LTC2472 デジタル入力とデジタル出力 ●は全動作温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25 Cでの値。 （Note 2） SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN VIH High Level Input Voltage l VIL Low Level Input Voltage l IIN Digital Input Current l –10 VCC – 0.5 CIN Digital Input Capacitance VOH High Level Output Voltage IO = –800µA l VOL Low Level Output Voltage IO = 1.6mA l IOZ Hi-Z Output Leakage Current TYP MAX VCC – 0.3 V 0.3 V 10 µA 10 l UNITS pF V –10 0.4 V 10 µA タイミング特性 ●は全動作温度範囲の規格値を意味する。 それ以外はTA = 25 Cでの値。 SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX tCONV1 Conversion Time SPD = 0 l 3.2 4 4.8 l tCONV2 Conversion Time SPD = 1 fSCK SCK Frequency Range 0.8 1 1.2 ms 2 MHz tlSCK SCK Low Period (Note 7) l 250 ns thSCK SCK High Period (Note 7) l 250 ns t1 CS Falling Edge to SDO Low Z (Note 7) l 0 100 ns t2 CS Rising Edge to SDO High Z (Note 7) l 0 100 ns t3 CS Falling Edge to SCK Falling Edge (Note 7) l 100 ns t4 SDI Setup Before SCK↑ (Notes 3, 7) l 100 ns t5 SDI Hold After SCK↑ (Notes 3, 7) l 100 tKQ SCK Falling Edge to SDO Valid (Note 7) l 0 l Note 1：絶対最大定格に記載された値を超えるストレスはデバイスに永続的損傷を与える可 能性がある。長期にわたって絶対最大定格条件にさらすと、 デバイスの信頼性と寿命に悪影 響を与える可能性がある。 Note 2：全ての電圧値はGNDを基準にしている。 注記がない限り、VCC = 2.7V～5.5V。 VREFCM = VREF/2, FS = VREF,−VREF ≤ VIN ≤ VREF UNITS ms ns 100 ns Note 5：CS = VCC。 正の電流はDUTピンへ流れ込む。 Note 6：SCK = VCCまたはGND。 SDOは高インピーダンスである。 Note 7：図5を参照。 Note 8：入力サンプリング電流は、 LTC2470/LTC2472がアクティブに入力をサンプリングしてい るとき入力サンプリング・ネットワークから流れる平均入力電流である。 VIN = VIN＋−VIN−, VINCM =（VIN＋＋VIN−）/2.（LTC2472） Note 9：温度係数は出力電圧の最大変化を規定温度範囲で割って計算される。 Note 3：設計によって保証されているが、 テストされない。 Note 4：積分非直線性は、 実際の伝達曲線のエンドポイントを通る直線からのコードの偏差と して定義されている。 24702fb 4 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 LTC2470/LTC2472 標準的性能特性 （注記がない限りTA = 25 C） 3 積分非直線性 3 積分非直線性 6 VCC = 2.7V TA = –45°C, 25°C, 90°C 2 OUTPUT RATE = 208sps 2 4 1 1 2 最大INLと温度 OUTPUT RATE = 208sps 0 INL (LSB) INL (LSB) INL (LSB) VCC = 5.5V 0 –1 –1 –2 –2 –2 VCC = 5.5V TA = –45°C, 25°C, 90°C OUTPUT RATE = 208sps –3 0.25 0.75 –1.25 –0.75 –0.25 DIFFERENTIAL INPUT VOLTAGE (V) –4 –3 –1.25 0.25 0.75 –0.75 –0.25 DIFFERENTIAL INPUT VOLTAGE (V) 1.25 オフセット誤差と温度 VCC = 4.1V 10 VCC = 2.7V 4.0 –30 50 –10 10 30 TEMPERATURE (°C) 70 3.7 90 3.2 VCC = 2.7V –30 50 –10 10 30 TEMPERATURE (°C) 70 90 24702 G07 30 50 –10 10 TEMPERATURE (°C) 70 90 24702 G03 遷移ノイズと温度 –10 10 30 50 TEMPERATURE (°C) 70 VCC = 5.5V 5 4 3 VCC = 2.7V 2 1.2508 200 VCC = 4.1V 100 VCC = 2.7V –30 6 50 –10 10 30 TEMPERATURE (°C) –30 24702 G05 250 0 –50 7 0 –50 90 VCC = 5.5V 150 8 1 スリープ・モード消費電流と温度 50 3.1 3.0 –50 VCC = 4.1V 10 300 VCC = 2.7V 3.3 20 350 3.5 3.4 30 24702 G04 VCC = 4.1V 3.6 VCC = 5.5V –10 –50 –30 VCC = 5.5V 3.8 –30 9 0 変換モード消費電流と温度 3.9 10 TRANSITION NOISE RMS (µV) 20 0 –50 ADCの利得誤差と温度 REFERENCE OUTPUT VOLTAGE (V) ADC GAIN ERROR (LSB) VCC = 5.5V 15 –6 –50 1.25 40 25 5 CONVERSION CURRENT (mA) 50 SLEEP CURRENT (nA) OFFSET ERROR (LSB) 30 VCC = 2.7V 24702 G02 24702 G01 35 VCC = 4.1V 0 70 90 24702 G08 50 –10 10 30 TEMPERATURE (°C) 70 90 24702 G06 VREFと温度 1.2507 1.2506 1.2505 1.2504 1.2503 1.2502 –50 –30 50 –10 10 30 TEMPERATURE (°C) 70 90 24702 G09 24702fb 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 5 LTC2470/LTC2472 標準的性能特性 （注記がない限りTA = 25 C） 4.4 TA = 25°C CONVERSION TIME (ms) REJECTION (dB) –40 –60 –80 VCC = 2.7V 1 10 100 1k 10k 100k FREQUENCY AT VCC (Hz) 1M 10M TA = 25°C 1.250330 VCC = 4.1V 4.1 1.250325 1.250320 4.0 3.8 –50 VREFとVCC 1.250335 4.2 1.250315 VCC = 5.5V 3.9 –100 1.250345 1.250340 4.3 –20 –120 変換時間と温度 VREF (V) VCCの電源除去比と周波数 0 1.250310 –25 25 50 0 TEMPERATURE (°C) 24702 G010 75 100 24702 G11 1.250305 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 VCC (V) 5.0 5.5 6.0 24702 G12 ピン機能 REFOUT （ピン1） ：リファレンス出力ピン。公称1.25Vで、 この電 圧はADCのフルスケール入力範囲を設定します。 ノイズとリ ファレンスの安定性のため、0.1µFのコンデンサでGNDに接続 します。 このコンデンサの値は、 リファレンス補償ピン （COMP） に接続するコンデンサの値以下にしなければなりません。 REFOUTを外部リファレンスでオーバードライブすることはで きません。 GND （ピン7、11、 ピン13露出パッド−DFNパッケージ） ：グラン ド。低インピーダンス接続を介してグランド・プレーンに直接 接続します。 COMP （ピン2） ：内部リファレンス補償ピン。 ノイズとリファレン REF （ピン8） ：ADCへの負リファレンス入力。 このピンの電圧 スの安定性のため、0.1µFのコンデンサでGNDに接続します。 CS （ピン3） ：チップセレクト （アクティブ L ） デジタル入力。 この SDO （ピン6） ：スリーステートのシリアル・データ出力。SDOは データ入力/出力ステートの間シリアル・データ出力に使われ ます。 このピンはCSが H のとき高インピーダンスになります。 がADCへのゼロ入力を設定します。 このピンは、 グランドまた は入力センサのグランド・センスに直接接続します。 + IN（ LTC2472） 、IN（LTC2470） （ピン9） ：LTC2472差動デバイス ピンを L にするとSDO出力がイネーブルされます。 このピン を H にするとSDO出力ピンが高インピーダンス状態になり、 SDIおよびSCKのどんな入力も無視されます。 の正入力電圧。LTC2470シングルエンド・デバイスのADC入 力。 SDI （ピン4） ：シリアル・データ入力ピン。 このピンは、 スリープ・ IN （LTC2472）、GND（LTC2470） （ピン10） ：LTC2472差動デバイ モードおよび208sps/833spsの出力レートをプログラムするの に使われます。 スの負入力電圧。LTC2470シングルエンド・デバイスのGND。 SCK （ピン5） ：シリアル・クロック入力。SCKはシリアル・データ 入力/出力の同期をとります。変換が完了すると、各SCKの立ち 下がりエッジで新しいデータ・ビットがSDOピンに出力されま す。 データはSCKの各立ち上がりエッジでSDIピンにシフトさ れます。 タンスの0.1µFコンデンサを並列にしてデバイスのできるだけ 近くに配置し、GNDにバイパスします。 VCC （ピン12） ：正電源電圧。10µFコンデンサと低直列インダク 24702fb 6 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 LTC2470/LTC2472 ブロック図 1 9 10 IN+ (IN) IN– (GND) REFOUT 2 COMP – VCC CS INTERNAL REFERENCE ΔΣ A/D CONVERTER 12 SPI INTERFACE DECIMATING SINC FILTER SCK SDO SDI 3 5 6 4 ΔΣ A/D CONVERTER INTERNAL OSCILLATOR 8 （） 括弧はLTC2470の表示 REF– 7, 11, 13 DD PACKAGE GND 7, 11 MS PACKAGE 24702 BD 図1．機能ブロック図 アプリケーション情報 コンバータの動作 POWER-ON RESET コンバータの動作サイクル LTC2470/LTC2472は低消費電力のデルタシグマA/Dコ ンバータで、シンプルなS P Iインタフェースと選 択 可 能な 208sps/833sps出力レートを備えています（図1を参照）。 LTC2472は完全な差動入力を備えており、LTC2470はシング ルエンドです。 これらはピン互換およびソフトウェア互換です。 動作は3つのステート （変換、 スリープ/ナップ、 データ入力/出 力） で構成されています。動作は変換ステートから開始されま す （図2を参照）。変換が終了すると、 コンバータは自動的にパ ワーダウンします （ナップ）。 または、 ユーザの制御のもとに、 コ ンバータとリファレンスの両方をパワーダウンすることができ ます （スリープ）。 デバイスがこのステートの間、変換結果はス タティック・レジスタに保持されます。 サイクルはデータ入力/出 力ステートで完了します。16ビット全てが読み出される、 または 中断されると、 デバイスは新しい変換を開始します。 変換ステート期間はLTC2470/LTC2472の変換時間（選択さ れた出力レートにより公称4msまたは1ms） で決まります。 この 動作は一旦開始すると、 内部パワーオン・リセット信号を発生 する低電源電圧状態（VCC<2.1V）以外では、 中止することは できません。 変換完了後、LTC2470/LTC2472はスリープ/ナップ・ステート に入り、 チップセレクトが L（CS = L ） になるまでそのステー トに留まります。 このステートに続いて、ADCはデータ入力/出 力ステートに移行します。 CONVERT SLEEP/NAP NO CS = LOW? YES DATA INPUT/OUTPUT NO 16TH FALLING EDGE OF SCK OR CS = HIGH? YES 24602 F02 図2．LTC2470/LTC2472のステート移行図 スリープ/ナップ・ステートの間、 チップセレクト入力が H（CS = H ） で、LTC2470/LTC2472のコンバータがパワーダウンし ます。パワーダウンによって、消費電流が約70%減少します。 ナップ・ステートの間、 リファレンスはパワーアップ状態のま まです。 データ入力/出力ステップの間にスリープ・モードをイ ネーブルすることで、 コンバータとリファレンスの両方をパワー ダウンできます。 24702fb 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 7 LTC2470/LTC2472 アプリケーション情報 次の変換が完了すると、 スリープ・ステートに入り電力は2µA 以下に減少します。 リファレンスはCSを L にするとパワーアッ プします。 リファレンスの起動時間は12msです （リファレンスお よび補償コンデンサの値が両方とも0.1µFの場合）。 リファレン スおよび補償コンデンサの値を小さくすると起動時間は短く なりますが （図3参照）、遷移ノイズは増加します （図4参照）。 データ入力/出力ステートに入ると、SDOは変換結果の符合 （D15） を出力します。 このステートの間、ADCはSCK入力ピン の制御下で、SDO出力ピンを通して変換結果をシリアルにシ フトして出力します。 このデータが発生するまでの待ち時間は なく、 その変換結果は直前に完了した変換に対応しています。 データの新しいビットは、SCK入力ピンで検出される各立ち下 がりエッジに追従してSDOピンに現れ、 MSBからLSBへと進み ます。 このデータは、SCKピンをドライブしている外部シリアル・ クロック信号の各立ち上がりエッジで確実にラッチされます。 250 200 VCC = 2.7V TIME (ms) 150 VCC = 4.1V 100 50 VCC = 5.5V 0 –50 0.1 0.01 CAPACITANCE (µF) 1 0.001 24702 F03 リファレンス起動時間とVREF 図3． および補償容量 TRANSITION NOISE (µV RMS) 25 データ入力/出力ステートの間に、LTC2470/LTC2472をスリー プまたはナップ（デフォルト） にプログラムすることができます。 また出力レートも更新することができます。データはSCKの 立ち上がりエッジで、SDIピンを通してデバイスにシフトされ ます。入力ワードは4ビットです。第1ビットEN1 = 1、第2ビット EN2 = 0であれば、 デバイスはプログラミングのためにイネー ブルされます。続く2つのビット （SPDとSLP） がデバイスに書き 込まれます。SPDは出力レートを選択するために使われます。 出力レートはSPD = 0（デフォルト） ならば208sps、SPD = 1なら ば833spsに設定されます。次のビット （SLP） はスリープまたは ナップ・モードをイネーブルします。SLP = 0（デフォルト） であ れば、各変換サイクルの終了時にリファレンスはパワーアップ したままです。SLP = 1であれば、 リファレンスは次の変換サイ クルでパワーダウンします。SDI入力の残りの12ビットは無視 されます （ドントケア）。 ユーザ・インタフェースをシンプルにするため、SDIはGNDまた はVDDに直接接続することもできます。SDIが L に接続され ると出力レートは208spsになり、SDIが H に接続されると出 力レートは833spsになります。SDIがGNDまたはVDDに接続さ れていると、 リファレンス・スリープ・モードがディスエーブルさ れます。 データ入力/出力ステートは2つの異なった方法のどちらかで 終了します。 まず、16データ・ビットが全てシフトアウトされ、 ク ロックが L になるとデータ入力/出力ステート動作が終了し ます。 これはSCKの16番目の立ち下がりエッジに該当します。 また、CS入力を L から H へ遷移させて、 データ入力/出力 ステートをいつでも中止することができます。 これら2つのアク ションのどちらかの直後にLTC2470/LTC2472は変換ステート に入り、新しい変換サイクルを開始します。 パワーアップ・シーケンス コンバータに与えられる電源電圧（V CC）が約2.1Vを下回る と、ADCはパワーオン・リセットを実行します。 この機能により 変換結果の信号品質が保証されます。 20 15 10 5 0 0.0001 0.001 0.01 0.1 CAPACITANCE (µF) 1 10 VCCがこの臨界スレッショルド以上に上昇すると、 コンバータ は約0.5msの内部パワーオン・リセット （POR）信号を発生しま す。適切な動作のためには、VDDはPORサイクルが完了する以 前に規定の動作範囲（2.7V∼5.5V） に復帰する必要がありま す。 24702 F04 図4．RMS遷移ノイズとCOMP およびリファレンス容量 8 24702fb 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 LTC2470/LTC2472 アプリケーション情報 POR信号は、全ての内部レジスタをクリアします。POR信号を 受けてLTC2470/LTC2472は変換サイクルを開始し、図2に示 されている一連のステートに追従します。PORに続くリファレン スの起動時間は12msです （CCOMP = CREFOUT = 0.1µF）。パ ワーアップに続く最初の変換は、 リファレンス電圧が完全にセ トリングしていないので無効の可能性があります。パワーアッ プの直後の最初の変換は、 データ破棄命令を使うか、 または 単に読んで無視することによって破棄することができます。選 択したCCOMPとCREFOUTの値に依存して、 リファレンスの起動 時間は1変換期間より長くなる場合があります （図3参照）。起 動時間が1.2ms（出力レート833sps） または4.8ms（出力レート 208sps） より短い場合、最初の期間の直後の変換はデバイス の規定値どおり正確です。起動時間が1.2msまたは4.8msを 超える場合、必要な時間待機するか、 セトリングしていない期 間内の結果を無視することによって、固定した変換期間を起 動タイマとして利用することができます。 リファレンスが安定す ると、 それに続くすべての変換結果は有効です。 デバイスをス リープ・モード （SLP = 1、 リファレンス・パワーダウン） にしてい に比 た場合、 リファレンスはCCOMPとCREFOUTの値（図3参照） 例した起動時間を必要とします。 使いやすい仕様 LTC2470/LTC2472のデータ出力には、待ち時間、 フィルタの 安定遅延、 または変換サイクルに関連した余分な結果はあり ません。変換と出力データの間には1対1対応の関係がありま す。 したがって、複数のアナログ入力電圧の多重化に特別な 処置は不要です。 LTC2470/LTC2472は従来のデルタシグマ・アーキテクチャと 比べて、平均入力電流が数桁少ない独自の入力サンプリング 手法を採用しています。 これにより、外部フィルタ・ネットワー クを直接LTC2470/LTC2472にインタフェースすることができ ます。平均入力サンプリング電流が50nAなので、1kΩと0.1µF を使った外部RCローパス・フィルタによる追加誤差は1LSB 未満です。 さらに、 IN＋とINの間のリーク電流は無視できます （LTC2472に関して）。 入力電圧範囲（LTC2470） オフセットおよびフルスケール誤差を無視すれば、LTC2470は 理論的には入力がグランド （ゼロスケール入力） のとき 「オール ゼロ」 のデジタルの結果を出力し、VREF（VREFOUT = 1.25V） 以上のとき 「オール1」のデジタルの結果を出力します。 アン ダーレンジ状態（ゼロスケールより下のすべての入力電圧） で は、 コンバータは出力コード0を発生します。オーバーレンジ 状態（VREFを超える全ての入力電圧） では、 コンバータは出力 コード65535を発生します。 入力電圧範囲（LTC2472） 「出力データのフォーマット」 のセクションで詳細に述べられ ているように、出力コードは32768 •（V IN＋V IN ）/V REF＋ 32768として与えられます。 （V IN＋V IN）≥ V REFでは、出力 コードは65535（オール1） にクランプされます。 （VIN＋VIN） ≤ VREFでは、 出力コードは0（オール0） にクランプされます。 出力データ・フォーマット LTC2470/LTC2472は16ビットを直接バイナリ・エンコードし た結果を発生します。 それは、SCK入力ピンの制御のもとに、 SDO出力ピンを通して、16ビットのシリアル・ストリームとして 与えられます （図5参照）。 LTC2472（差動入力） の出力コードは32768 •（VIN＋VIN） /VREF＋32768によって与えられます。LTC2472からの最初の ビット出力であるD15はMSBであり、 これはVIN＋ ≥ VINでは ＋ 1、VIN <VIN では0です。LSBがLTC2472から出力されるま で、 このビットから順に下位ビット （D14、D13、…）が続きます （表1参照）。 LTC2470（シングルエンド入力） の出力コードは、直接バイナ リ・エンコードした結果です （表1参照）。 データ出力動作の間、CS入力ピンは L（CS = L ） でなけれ ばなりません。 データの出力プロセスは、CSが L になり、変 換結果の最上位ビットがSDO出力ピン （SDO = D15） に現れ ると開始されます。新しいデータ・ビットは、SCK入力ピンで検 出される各立ち下がりエッジの後、SDO出力ピンに現れます。 出力データは、SCKの立ち上がりエッジで確実にラッチされま す。 24702fb 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 9 LTC2470/LTC2472 アプリケーション情報 t1 t3 t2 CS D14 D15 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 MSB SDO D0 LSB SCK tKQ EN1 EN2 tlSCK SPD thSCK SLP DON’T CARE SDI t4 24702 F05 t5 図5． データ入力/出力タイミング 表1．LTC2470/LTC2472出力データ・フォーマット シングルエンド入力 （LTC2470） VIN （LTC2472） VIN＋VIN 差動入力電圧 D15 (MSB) D14 D13 D12...D2 D1 D0 (LSB) 対応する十進値 ≥VREF ≥VREF 1 1 1 1 1 1 65535 VREF – 1LSB VREF – 1LSB 1 1 1 1 1 0 65534 0.75 • VREF 0.5 • VREF 1 1 0 0 0 0 49152 0.75 • VREF – 1LSB 0.5 • VREF – 1LSB 1 0 1 1 1 1 49151 0.5 • VREF 0 1 0 0 0 0 0 32768 0.5 • VREF – 1LSB –1LSB 0 1 1 1 1 1 32767 0.25 • VREF –0.5 • VREF 0 1 0 0 0 0 16384 0.25 • VREF – 1LSB –0.5 • VREF – 1LSB 0 0 1 1 1 1 16383 0 ≤ –VREF 0 0 0 0 0 0 0 データ入力フォーマット データ入力ワードは4ビット長で、2つのイネーブル・ビット （EN1とEN2） および2つのプログラミング・ビット （SPDとSLP） で構成されています （表2参照）。EN1は変換完了後のSCKの 最初の立ち上がりエッジで与えます。 プログラミングはEN1 = 1およびEN2 = 0に設定することによりイネーブルされます。 表2．入力データ・フォーマット ビット名 EN 機能 プログラム・モードをイネーブルするには“H”（EN1 = 1） EN2 プログラム・モードをイネーブルするには“L”（EN2= 0） SPD 出力レートは“L”（SPD = 0、 デフォルト） で208sps、 “H”（SPD = 1） で833sps SLP デフォルト） でナップ・モード、“H”（SLP = 1） “L”（SLP = 0、 でリファレンスとコンバータの両方がパワーダウンする スリープ・モード *SDIは、 出力レートを208spsに設定するためにGNDに直接接続、 または出力レートを833sps スリープ・モー に設定するためにVDDに直接接続してもよい。SDIをGNDかVDDに接続すると、 ドはディスエーブルされる。 24702fb 10 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 LTC2470/LTC2472 アプリケーション情報 シリアル・インタフェース動作モード 動作モードは以下のようにまとめることができます。 スピード・ビット （SPD） は出力レートを決定し、SPD=0（デフォ ルト） で208sps、SPD=1で833spsの出力レートです。 内蔵リファ レンスをパワーダウンするにはスリープ・ビット （SLP） を使いま す。 デフォルト・モードでは、各変換サイクルの終了時にADC が自動的にパワーダウンしても、 リファレンスはパワーアップし たままです。 SLPビットが H に設定された場合、 次の変換サイ クルが完了すれば、 リファレンスとADCはパワーダウンします。 CSを L にすれば、 リファレンスとADCは再びパワーアップし ます。 リファレンスが起動する前に次の変換が開始されると、 続く変換は無効です （補償コンデンサとリファレンス・コンデ ンサの関数である、 リファレンス起動時間に関しては図3を参 照）。 1）LTC2470/LTC2472はSCKを H にアイドリングさせるか （一 般にCPOL = 1として知られている）、 または L にアイドリン グさせた （一般にCPOL = 0として知られている） 状態で機能 します。 またはSCKを 2）16番目のビットが読み出された後、CSを H 、 L にすると、新しい変換が開始されます。 3） データ出力ステートの間のどんなタイミングでもCSを H にすると、 デバイスはI/Oステートから抜け出して出力を中止 し、新しい変換を開始します。 スリープ・モードが不要な場合は、 ユーザ・インタフェースをシ ンプルにするためにSPDをGNDまたはVDDに接続することが できます。SDIをGNDに接続すると出力レートは208spsに設定 され、SDIをVDDに接続すると出力レートは833spsに設定され ることに注意してください。 シリアル・クロックがアイドリング H（CPOL = 1） の例 図6では、LTC2470/LTC2472は変換サイクルに続いて、 自動 的にADCがパワーダウンしたナップ・モードに入ります。ADC のリファレンスは、完了したばかりの変換の前にSLPビットが H にセットされていて、CSが H であればパワーダウンしま す。CSを L にすると、 リファレンスとADCの両方がパワーアッ プします。 シリアル・インタフェース LTC2470/LTC2472は2線、3線または4線の同期式インタ フェースを介して、変換結果を送信し、変換開始コマンドを受 信します。 このインタフェースを使って、 データ出力ステートの 間に変換結果を読み出し、 スリープとスピード・モードをプロ グラムし、新しい変換をトリガすることができます。 変換が完了すると、16クロック・サイクルを与えて結果を転送 します。 そしてCSの立ち上がりエッジを使って新しい変換を開 始します。 図7の動作例は、新しい変換サイクルがシリアル・クロック （SCK） の立ち下がりエッジでトリガされること以外は図6と同 じです。 CS D15 SD0 D14 D13 D12 D2 D1 D0 SCK clk1 EN1 SDI CONVERT NAP clk2 EN2 clk3 SPD clk4 clk15 clk16 SLP DATA OUTPUT CONVERT 24702 F06 図6． アイドリング H（CPOL = 1） シリアル・クロック動作の例。 CSの立ち上がりエッジにより変換が開始される 24702fb 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 11 LTC2470/LTC2472 アプリケーション情報 L でアイドリングするシリアル・クロックの例 （CPOL = 0） 図8では、LTC2470/LTC2472は各変換サイクルに続いて自動 的にナップ状態になります。完了したばかりの変換の前にSLP ビットが H にセットされていて、CSが H であれば、 デバイス のリファレンスはパワーダウンします。CSを L にするとリファ レンスはパワーアップします。外部タイミングに基づいて、 デー タを利用できるかどうか （および変換の終了） を判断します。 そ してCSを L にして （CS = ↓）、16クロック・サイクルを使って結 果を転送します。 クロックの16番目の立ち上がりエッジの直後 にCSを H にすると （CS = ↑）新しい変換がトリガされます。 データ・ビットをレジスタから消去し、 出力サイクルを中止し新 しい変換をトリガします。 アイドリング H（CPOL = 1） の状態 でI/Oを中止する例を図10に示し、 アイドリング L（CPOL = 0） の状態でI/Oを中止する例を図11に示します。 図9のタイミング図は、 この場合SCKによって新しい変換がトリ ガされること以外は、図8と同じです。SCKの16番目の立ち下 がりエッジが新しい変換サイクルをトリガし、続いてCS信号を H にします。 図12に示されているように、全くシリアル・クロック・パルスを 発生させることなしに、CS信号を使って新しい変換サイクル をトリガすることができます。変換サイクル終了後、SCKを L ロジック・レベルに維持した場合、CSを L にしてから続いて H にすることにより、新しい変換をトリガすることができます。 CSを L にすると （CS = L ）、SDOは完了したばかりの変換 結果の符合（D15） を出力します。SCKピンがロジック・レベル （CS = H ） 、 結果の残 L の状態で、 続いてCSを H にすると り15ビット （D14∼D0）が破棄され、新しい変換サイクルが開 始されます。 CSを使ったサイクル中止の例 アプリケーションによっては、I/Oサイクルを中止して新たに変 換を開始したいことがあります。LTC2470/LTC2472がデータ 入力/出力ステートの場合、CSの立ち上がりエッジが、残りの I/Oを中止した後、変換ステートで追加のクロック・パルスを与 えてもかまいませんが、SCKの過度な信号遷移は変換の間に ADCにノイズを発生させる可能性があり、 それが変換精度に 悪影響を与えることがあります。 CS D15 SD0 D14 D13 D12 D2 D1 D0 SCK clk1 clk2 EN1 SDI CONVERT clk3 EN2 clk4 SPD clk15 clk16 clk17 SLP NAP DATA OUTPUT CONVERT 24702 F07 図7． アイドリング H（CPOL = 1） クロック動作の例。 新しい変換サイクルをトリガするには17番目のクロック・パルスを使う CS D15 SD0 D14 D13 clk2 clk3 D12 D2 D1 D0 clk15 clk16 SCK clk1 EN1 SDI CONVERT NAP EN2 SPD clk4 clk14 SLP DATA OUTPUT CONVERT 24702 F08 図8． アイドリング L（CPOL = 0） クロック。CSが新しい変換をトリガする 24702fb 12 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 LTC2470/LTC2472 アプリケーション情報 CS D14 D15 SD0 D13 D12 D2 D1 clk14 clk15 D0 SCK clk1 clk2 EN1 SDI CONVERT EN2 clk3 SPD NAP clk4 clk16 SLP DATA OUTPUT CONVERT 24702 F09 図9． アイドリング L（CPOL = 0） クロック。SCKの16番目の立ち下がりエッジが新しい変換をトリガする CS D15 SD0 D14 D13 SCK clk1 clk2 EN1 SDI CONVERT NAP clk3 EN2 clk4 SPD SLP DATA OUTPUT CONVERT 24702 F10 図10． アイドリング H（CPOL = 1） クロックおよび中止されたI/Oの例 CS D14 D15 SD0 D13 SCK clk1 EN1 SDI CONVERT NAP clk2 EN2 clk3 SPD SLP DATA OUTPUT CONVERT 24702 F11 図11． アイドリング L（CPOL = 0） クロックおよび中止されたI/Oの例 CS D15 SD0 SDI = DON’T CARE SCK = LOW CONVERT NAP DATA OUTPUT CONVERT 24702 F12 アイドリング L（CPOL = 0） クロックおよび最小データ出力長の例 図12． 24702fb 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 13 LTC2470/LTC2472 アプリケーション情報 2線式動作 2線式動作モードでは必要な制御信号の数が減りますが、 LTC2470/LTC2472の低消費電力スリープ機能を必要としな い場合にのみ使います。 さらに、 シリアル・データ転送を中止す るオプションも利用できません。2線式動作ではCSをGNDに 配線します。 出力レートはSDIを L にすると208sps、 SDIを H にすると833spsになります。 わなければなりません。続いて、16ビットの結果をシリアルに シフトするため、16クロック・パルスがSCKに与えられます。 ク ロックの16番目の立ち下がりエッジが新しい変換をトリガしま す。 出力レートはSDIを L にすると208sps、SDIを H にすると 833spsになります。 コンバータ精度の維持 LTC2470/LTC2472は、 デバイスのデカップリング、PCBレイアウ ト、 アンチエイリアシング回路、 ラインや周波数の乱れなどによ る変換結果への影響が最小になるように設計されています。 それでもなお、 このデバイスの高精度な能力を維持するには、 いくつかのシンプルな予防策をとることが望まれます。 アイドリング H（CPOL = 1） のシリアル・クロック信号を使う 2線式動作のシーケンスを図13に示します。変換サイクルに続 いて、ADCはデータ出力ステートに入り、SDO出力は H から L に遷移します。続いて、16ビットの結果をシリアルにシフト するため、16クロック・パルスがSCK入力に与えられます。最後 に、新しい変換サイクルをトリガするために17番目のパルスが SCK入力に与えられます。 デジタル信号レベル CMOSロジックの性質により、入力デジタル信号をGNDまた はVCCの近くに保つことを推奨します。0.5V∼(VCC0.5V)の 範囲の電圧は、 デバイスからの電流リークを増大させます。 アンダーシュートやオーバーシュートも、特にデバイスが変換 を行っているとき、最小に抑える必要があります。 したがって、 エッジレートを約10nsに保ち、オーバーシュートとアンダー シュートを0.3V以下に制限するのが効果的です。 アイドリング L（CPOL = 0） のシリアル・クロック信号を使う 2線式動作のシーケンスを図14に示します。変換サイクルに続 いて、LTC2470/LTC2472はデータ出力状態になります。 この 時点で、SDOピンは変換結果の符合（D15） を出力します。変 換終了と結果の有効性を判断するのに外部タイミングを使 CS = LOW D15 SD0 D14 D13 D12 D2 D1 D0 SCK clk1 CONVERT clk2 clk3 clk4 clk15 clk16 clk17 DATA OUTPUT CONVERT SDI = 0 OR 1 24702 F13 図13．2線式、 アイドリング H（CPOL = 1） シリアル・クロック動作の例 CS = LOW SD0 D15 D14 D13 D12 D2 D1 D0 clk2 clk3 clk4 clk14 clk15 clk16 SCK clk1 CONVERT DATA OUTPUT SDI = 0 OR 1 CONVERT 24702 F14 アイドリング L（CPOL = 0） シリアル・クロック動作の例 図14．2線式、 24702fb 14 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 LTC2470/LTC2472 アプリケーション情報 ノイズが多い外部回路は、2線式動作では潜在的に出力に影 響を与えます。特に、SCKパルスが失われたりノイズが余計な SCKパルスをトリガすると、LTC2470/LTC2472が未知の状態 に陥る可能性があります。 この状況では、SDO = 1（変換中を 示す） と有効な 「1」 のデータ・ビットを区別することは不可能で す。 こういった状況を防ぐ方法は、各サイクルで16ビットでは なく32ビットを読み込み、終わりの16データ・ビットを無視しま す。 ノイズの多いバスでSCKクロック数が規定数から外れる場 合、付加的な16 SCKクロック・パルスは新しい変換を強制し、 デバイスを既知の状態にします。 VCCとGNDのドライブ VCCピンとGNDピンに対して、LTC2470/LTC2472は内部の高 周波デカップリングを減衰素子と組み合わせて、PCBレイアウ トや外部部品がADCの性能に与える影響を少なくしていま す。 それでもなお、 このコンバータの非常に高い精度を最良に 維持するためには、電源の低周波および高周波の注意深いデ カップリングが必要です。 インピーダンスが非常に低いグランドと電力プレーン、 および VCCピンとGNDピンの両方での星形結線が望ましいグランド 接続です。 VCCピンは2つの異なる接続をもちます。 一方は前述 したデカップリング・コンデンサに接続し、他方は電源電圧源 のグランド・リターンに接続します。 REFOUTとCOMP 内蔵1.25Vリファレンスは内部でコンバータのリファレンス入 力に接続されており、REFOUTピンに出力されます。0.1µFのコ ンデンサをREFOUTピンに接続する必要があります。 このコン デンサをもっと小さくすることはできますが、遷移ノイズが増加 します （図4参照）。0.1µFのコンデンサをCOMPピンにも接続 する必要があります。 このピンはリファレンスの内部ポイントに 接続されており、安定性を高めるために使われます。 INTERNAL REFERENCE VCC ILEAK RSW 15k (TYP) REFOUT 10µFの低ESRセラミック・コンデンサと並列にした高品質の 0.1µFセラミック・コンデンサを、 できるだけパッケージに近づ けて、VCCピンとGNDピンの間に接続します。0.1µFのコンデン サをADCのパッケージに最も近く配置します。 また、 コンバー タのVCCピンから始まり、 これら2個のデカップリング・コンデ ンサを通り、 コンバータのGNDピンに戻ってくる経路にはビア の使用を極力避けてください。 この経路によって囲まれる面積 と経路長を最小にします。 図15に示されているように、REF はADCへの負リファレンス 電圧入力として使われています。 このピンは直接グランドに接 続するか、 センサのグランドにケルビン接続することができま す。REFがセンス入力として使われる場合、10µFの低ESRセ ラミック・コンデンサと並列に0.1µFのセラミック・コンデンサで グランドにバイパスします。 ILEAK IN (LTC2470) IN+ (LTC2472) VCC ILEAK ILEAK VCC IN– (LTC2472) RSW 15k (TYP) ILEAK CEQ 0.35pF (TYP) RSW 15k (TYP) ILEAK VCC ILEAK REF– RSW 15k (TYP) 24702 F15 ILEAK 図15．LTC2470/LTC2472のアナログ入力/リファレンスの 等価回路 24702fb 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 15 LTC2470/LTC2472 アプリケーション情報 リファレンスを安定状態に保つため、COMPピンに接続される コンデンサはREFOUTピンに接続されるコンデンサと等しい か、 それより大きくしなければなりません。REFOUTピンに外 部電圧を強制することはできません。 内部リファレンスの起動時間はREFOUTピンとCOMPピン に接続されるコンデンサの大きさに依存します。0.1µFのコン デンサが使われるとき、 この起動時間は標準で12msです。 パワーアップに続く最初の変換は、データ中止命令を使う か、単純に読み出し、無視して破棄します。選択したCCOMPと CREFOUTの値によっては、 リファレンスの起動に1変換期間以 上かかることがあります （図3を参照）。起動時間が1.2ms（出 力レート833sps） または4.8ms（出力レート208sps）以下の場 合、最初の期間に続く変換は正確にデバイスの仕様を満た します。起動時間が1.2msまたは4.8msを超える場合は、必要 な時間待機するか、セトリングしていない期間内の結果を無 視することによって、固定した変換期間を起動タイマとして使 うことができます。 リファレンスがセトリングすると、すべての それに続く変換結果は有効です。 デバイスをスリープ・モード （SLP=1、 リファレンスはパワーダウン） にしていた場合、 リファ レンスはCCOMPとCREFOUTの値に比例した起動時間を必要と します （図3を参照）。 リファレンスをスリープ状態（SLP = 1およびCS = 1にプログラ ム） にすると、 リファレンスは次の変換の後にパワーダウンしま す。 この直前の変換結果は有効です。CSの立ち下がりエッジ で、 リファレンスは再度パワーアップします。次の変換の前に リファレンス出力を確実にセトリングさせるために、CSの立ち 下がりエッジの後データの読み出しを遅らせることにより、パ ワーアップ時間を延ばすことができます。 デバイスから16ビッ トが全て読み出されるか、CSを H にすると、次の変換が自動 的に開始されます。 デフォルト動作では、変換サイクルの終了 時にリファレンスはパワーアップしたままです。 VIN＋とVINのドライブ 入力ドライブの要件は、図16の等価回路を使うと適確に分析 を行うことができます。入力信号VSIGは等価ソース抵抗RSを 通してADCの入力ピン （IN＋およびIN） に接続されます。 この 抵抗には実際のジェネレータのソース抵抗と、入力ピンに接 続されたすべての追加のオプション抵抗の両方が含まれま す。 オプションの入力コンデンサCINもADCの入力ピンに接続 されます。 このコンデンサは入力寄生容量CPARに並列に配置 されています。 この寄生容量はPCBとADCの入力ピンに関連 した成分を含みます。PCBのレイアウトに依存して、CPARの標 準的値は2pF∼15pFになります。 さらに、図16の等価回路に は、 コンバータの等価内部抵抗RSWとサンプリング・コンデン サCEQが含まれています。 IN (LTC2470) RS SIG+ + – IN+ (LTC2472) CIN VCC ILEAK ILEAK CEQ 0.35pF (TYP) CPAR VCC RS SIG– + – IN– (LTC2472) CIN CPAR ILEAK ILEAK RSW 15k (TYP) ICONV RSW 15k (TYP) CEQ 0.35pF (TYP) ICONV 24702 F16 図16．LTC2470/LTC2472の入力ドライブの等価回路 完全な回路解析をしなくても、RSとCINには明らかにいくつか のトレードオフがあります。RSとCINを大きくすると以下の利点 が得られます。 1）LTC2470/LTC2472の入力サンプリング・アルゴリズムによ り、変換サイクルの間IN＋またはIN に流れる入力電流は 標準で50nAです。RS • CINの値が大きいと入力電流の高周 波成分が減衰し、1kΩまでのRS値では1LSB未満の誤差に なります。 （IN＋、INまたはIN） で減少しま 2）VSIGの帯域幅が入力ピン す。 この帯域幅の減少によりADCが高周波信号から絶縁さ れ、簡単なアンチエイリアス効果が得られ、入力ノイズが減 少します。 3）ADCによって生じるスイッチング過渡は、信号源に戻る前に 減衰します。 24702fb 16 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 LTC2470/LTC2472 アプリケーション情報 4）大きなCINは入力ピンに良好なACグランドを与え、信号源 への反射を減らす手助けをします。 5）RSを大きくすると、電源レール範囲を外れるフォールト状態 の間電流が制限され、 ADCが保護されます。 特定のアプリケーションでRS • CINをどのくらい大きくできる かには限界があります。所定のポイントを超えてRSを増加させ ると、重大な測定誤差が生じるポイントまで入力電流による RS両端の電圧降下が増加します。 さらに、 アプリケーションに よっては、RS • CINの積を大きくしすぎると、 目的の周波数で許 容できないほど信号が減衰する可能性があります。 ほとんどのアプリケーションでは、C INは高品質の0.1µFセラ ミック・コンデンサ、RSは1k以下の設定が望まれます。 このコン ＋ デンサは実際のパッケージのIN 、IN 、INピンにできるだけ 近づけます。 さらに、 この回路経路によって囲まれる領域と経 路長を最小にします。 リモート地点で接地されていない２線式センサの場合、RSを 分割して、星形結線トポロジーを使ってADCのGNDに接続す るセンサのグランド・リターンとともに、ADCの入力ラインに直 列抵抗を配置することが望まれます。 図17は、入力コンデンサCINが 0.1µFのときのRS値の関数とし ての、LTC2472の 「INLの測定値と入力電圧」 を示しています。 場合によっては、RSをこれらのガイドラインより大きくすること ができます。ADCがスリープ・モードまたはI/Oモードのどちら かのとき入力電流はゼロです。 したがって、入力RC回路の時 定数τ = RS • CINが実際の変換の間の時間と同程度か、 また はそれより長い場合は、入力電流がそれに応じて減少すると 考えることができます。 これらの検討事項は入力信号の帯域幅とバランスをとる必要 があります。3dB帯域幅は約1/ （2πRSCIN） です。 接続された低インピーダンスのセンサに相当します。実際のア プリケーションとして、小さな値のセンス抵抗を使った電流測 定、 温度測定、 低インピーダンス電圧源モニタなどがあります。 図18は、 その結果得られる 「INLとVIN」 です。 図18の測定には、 最小にしたレイアウト・パッドと長さが約1インチの最小幅入力 トレースに相当するコンデンサCPARを含みます。 信号帯域幅、遷移ノイズおよびノイズ等価入力帯域幅 LTC2470/LTC2472はsinc2タイプのデジタル・フィルタを備えて います。208spsの出力レートが選択されている場合、第1ノッチ は416kHzで、833spsの出力レートでは1666Hzです。広い周波 数範囲にわたる 「計算上の入力信号減衰と周波数」 を図19に 示します。 低い周波数での 「計算上の入力信号減衰と周波数」 を図20に示します。 コンバータのノイズ・レベルは約3µV RMS で、 ノイズの無いコンバータの入力に接続されたホワイトノイズ 源によってモデル化することができます。 関連する注記として、LTC2472は2つの別個のA/Dコンバータ を使って正入力と負入力をデジタル化します。 これらのA/Dコ ンバータのそれぞれの遷移ノイズは3µVRMSです。一方の入力 電圧がこの小さな遷移ノイズ変動幅以内だと、他方の入力電 圧の値には関係なく、出力は1ビット変動します。両方の入力 電圧がそれらの遷移ノイズ変動幅以内だと、 出力が2ビット変 動することがあります。 システム・ノイズのシンプルな解析のために、VINドライブ回路 を、 ポールの位置fiとノイズ・スペクトラム密度niによって特徴 づけられる単一ポール等価回路としてモデル化することがで きます。 もしコンバータが無限の帯域幅または少なくともfiより 十分に大きな帯域幅をもっていれば、外部ドライブ回路の合 計ノイズの寄与は以下のようになります。 Vn = ni π / 2 • fi その結果、 システムの合計ノイズ・レベルは、 （Vn2） とLTC2470/ LTC2472のノイズフロアの2乗の和の平方根として見積もるこ とができます。 最後に、 CINの推奨値が特定のアプリケーションで許容できな い場合、代わりの方策として、CINを取り去ってCPARとRSを最 小にします。実際には、 この構成は最短トレースで直接ADCに 24702fb 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 17 LTC2470/LTC2472 アプリケーション情報 6 5 4 3 RS = 1k 2 RS = 1k 2 CIN = 0 VCC = 5V TA = 25°C 4 INL (LSB) INL (LSB) 6 CIN = 0.1µF VCC = 5V TA = 25°C 1 0 0 RS = 0k –2 –1 –2 RS = 0k –4 –3 –4 –1.25 0.25 0.75 –0.75 –0.25 DIFFERENTIAL INPUT VOLTAGE (V) –6 –1.25 1.25 0.25 0.75 –0.75 –0.25 DIFFERENTIAL INPUT VOLTAGE (V) 24702 F17 24702 F18 図18．測定されたINLと入力電圧 0 0 –20 –20 INPUT SIGNAL ATTENUATIOIN (dB) INPUT SIGNAL ATTENUATION (dB) 図17．測定されたINLと入力電圧 –40 –60 –80 –100 –40 –60 –80 –100 –120 –140 –120 0 5 10 20 15 –140 0 INPUT SIGNAL FREQUENCY (MHz) 1000 3000 4000 2000 INPUT SIGNAL FREQUENCY (Hz) 24702 F19 図20．LTC2472の入力信号の減衰と周波数 （208spsモード） 0 0 –20 –20 –40 –60 –80 –100 5000 24702 F20 INPUT SIGNAL ATTENUATIOIN (dB) INPUT SIGNAL ATTENUATIOIN (dB) 図19．LTC2472の入力信号の減衰と周波数 （208spsモード） –40 –60 –80 –100 –120 –140 1.25 –120 0 5 15 10 INPUT SIGNAL FREQUENCY (MHz) 20 24702 F21 図21．LTC2472の入力信号の減衰と周波数 （833spsモード） –140 0 5 15 10 INPUT SIGNAL FREQUENCY (kHz) 20 24702 F22 図22．LTC2472の入力信号の減衰と周波数 （833spsモード） 24702fb 18 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 LTC2470/LTC2472 パッケージ 最新のパッケージ図面については、http://www.linear-tech.co.jp/designtools/packaging/をご覧ください。 DD Package 12-Lead Plastic DFN (3mm 3mm) (Reference LTC DWG # 05-08-1725 Rev A) 0.70 ±0.05 3.50 ±0.05 2.10 ±0.05 2.38 ±0.05 1.65 ±0.05 パッケージの 外形 0.25 ±0.05 0.45 BSC 2.25 REF 推奨する半田パッドのピッチと寸法 半田付けされない領域には半田マスクを使用する R = 0.115 TYP 7 3.00 ±0.10 (4 SIDES) 0.40 ±0.10 12 2.38 ±0.10 1.65 ±0.10 ピン1の トップ・マーキング （NOTE 6） 6 0.200 REF 1 0.23 ±0.05 0.45 BSC 0.75 ±0.05 2.25 REF 0.00 – 0.05 ピン1のノッチ R = 0.20または 0.25×45°の 面取り (DD12) DFN 0106 REV A 底面図―露出パッド NOTE： 1. 図はJEDECのパッケージ外形ではない 2. 図は実寸とは異なる 3. 全ての寸法はミリメートル 4. パッケージ底面の露出パッドの寸法にはモールドのバリを含まない モールドのバリは （もしあれば）各サイドで0.15mmを超えないこと 5. 露出パッドおよびタイバーは半田メッキとする 6. 網掛けの部分はパッケージの上面と底面のピン1の位置の参考に過ぎない 24702fb 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 19 LTC2470/LTC2472 パッケージ 最新のパッケージ図面については、http://www.linear-tech.co.jp/designtools/packaging/をご覧ください。 MS Package 12-Lead Plastic MSOP (Reference LTC DWG # 05-08-1668 Rev A) 0.889 ±0.127 (.035 ±.005) 5.10 (.201) MIN 3.20 – 3.45 (.126 – .136) 4.039 ±0.102 (.159 ±.004) (NOTE 3) 0.65 (.0256) BSC 0.42 ±0.038 (.0165 ±.0015) TYP 12 11 10 9 8 7 RECOMMENDED SOLDER PAD LAYOUT 0.254 (.010) DETAIL “A” 3.00 ±0.102 (.118 ±.004) (NOTE 4) 4.90 ±0.152 (.193 ±.006) 0° – 6° TYP 0.406 ±0.076 (.016 ±.003) REF GAUGE PLANE 0.53 ±0.152 (.021 ±.006) DETAIL “A” 0.18 (.007) SEATING PLANE 1.10 (.043) MAX 0.22 – 0.38 (.009 – .015) TYP 1 2 3 4 5 6 0.650 NOTE： (.0256) 1. 寸法はミリメートル（インチ） / BSC 2. 図は実寸とは異なる 3. 寸法にはモールドのバリ、突出部、 またはゲートのバリを含まない モールドのバリ、突出部、 またはゲートのバリは、各サイドで 0.152mm（0.006 インチ） を超えないこと 4. 寸法には、 リード間のバリまたは突出部を含まない。 リード間のバリまたは突出部は、各サイドで 0.152mm （0.006 インチ） を超えないこと 5. リードの平坦度（成形後のリードの底面） は最大 0.102mm（0.004 インチ） であること 0.86 (.034) REF 0.1016 ±0.0508 (.004 ±.002) MSOP (MS12) 0213 REV A 24702fb 20 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 LTC2470/LTC2472 改訂履歴 REV 日付 概要 ページ番号 A 9/13 最大動作出力レートを208sps/833spsに明確化。 B 1/14 全ページ 「欠落コードなし」 を削除。 1、3 24702fb リニアテクノロジー・コーポレーションがここで提供する情報は正確かつ信頼できるものと考えておりますが、その使用に関する責務は一切負い ません。また、ここに記載された回路結線と既存特許とのいかなる関連についても一切関知いたしません。なお、日本語の資料はあくまでも参考資 料です。訂正、変更、改版に追従していない場合があります。 最終的な確認は必ず最新の英語版データシートでお願いいたします。 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 21 LTC2470/LTC2472 標準的応用例 10µF VCC 0.1µF 0.1µF 1µF CS SCK SDO 1 IN+ IN– 1k 1k 9 IN+ REFOUT VCC 0.1µF 0.1µF CS SCK LTC2472 0.1µF 10 12 IN– COMP REF– GND 2 8 SDO SDI 3 U1* VCC V+ 1 10V 2 5V µC 6 CS 4 SCK/SCL 7 MOSI/SDA 5 MISO/SDO 5 6 4 GND GND GND 3 8 13 7, 11 0.1µF 24702 TA02 関連製品 製品番号 説明 LTC1860/LTC1861 12ビット、5V、1ch/2ch 250ksps SAR ADC、MSOP LTC1860L/LTC1861L 12ビット、3V、1ch/2ch、150ksps SAR ADC LTC1864/LTC1865 16ビット、5V、1ch/2ch 250ksps SAR ADC、MSOP LTC1864L/LTC1865L 16ビット、3V、1ch/2chチャネル、150ksps SAR ADC 注釈 250kspsで850µA、1kspsで2µA、SO−8およびMSOPパッケージ 150kspsで450µA、1kspsで10µA、SO−8およびMSOPパッケージ 250kspsで850µA、1kspsで2µA、SO−8およびMSOPパッケージ LTC2360 12ビット、100ksps SAR ADC 150kspsで450µA、1kspsで10µA、SO−8およびMSOPパッケージ 3V電源、100kspsで1.5mW、TSOT 6ピン/8ピン・パッケージ LTC2440 24ビット、No Latency ΔΣ™ ADC 200nVRMSノイズ、 出力レート：4kHz、15ppm INL LTC2480 16ビット、差動入力、No Latency ΔΣ ADC、PGA、 温度センサ、SPI付き LTC2481 16ビット、差動入力、No Latency ΔΣ ADC、PGA、 温度センサ、I2C付き LTC2482 16ビット、差動入力、No Latency ΔΣ ADC、SPI LTC2483 16ビット、差動入力、No Latency ΔΣ ADC、I2C LTC2484 24ビット、差動入力、No Latency ΔΣ ADC、SPI、 温度センサ付き LTC2485 LTC6241 LTC2450 LTC2450-1 LTC2451 LTC2452 LTC2453 Easy Drive入力電流キャンセル、600nVRMSノイズ、 小型10ピンDFNパッケージ Easy Drive入力電流キャンセル、600nVRMSノイズ、 小型10ピンDFNパッケージ Easy Drive入力電流キャンセル、600nVRMSノイズ、 小型10ピンDFNパッケージ Easy Drive入力電流キャンセル、600nVRMSノイズ、 小型10ピンDFNパッケージ Easy Drive入力電流キャンセル、600nVRMSノイズ、 小型10ピンDFNパッケージ Easy Drive入力電流キャンセル、600nVRMSノイズ、 24ビット、差動入力、No Latency ΔΣ ADC、I2C、 小型10ピンDFNパッケージ 温度センサ付き デュアル、18MHz、低ノイズ、 レール･トゥ･レール・オペアンプ 550nVP-Pノイズ、 オフセット：最大125µV 使いやすい、超小型16ビットADC、SPI、 INL：2LSB、 スリープ電流：50nA、 0V∼5.5Vの入力範囲 小型2mm 2mm DFN−6パッケージ、 出力レート：30Hz 使いやすい、超小型16ビットADC、SPI、 INL：2LSB、 スリープ電流：50nA、 0V∼5.5Vの入力範囲 小型2mm 2mm DFN−6パッケージ、 出力レート：60Hz 使いやすい、超小型16ビットADC、 INL：2LSB、 スリープ電流：50nA、小型3mm 2mm DFN-8 I2C、0V∼5.5Vの入力範囲 またはTSOTパッケージ、 プログラム可能な30Hz/60Hz出力レート 使いやすい、超小型16ビット差動ADC、SPI、 INL：2LSB、 スリープ電流：50nA、 5.5Vの入力範囲 小型3mm 2mm DFN-8 またはTSOTパッケージ INL：2LSB、 使いやすい、超小型16ビット差動ADC、I2C、 スリープ電流：50nA、 5.5Vの入力範囲 小型3mm 2mm DFN-8 またはTSOTパッケージ LTC2460 超小型16ビット、ΔΣ ADC、10ppmリファレンス LTC2470とピン&ソフトウェア互換、 出力レート60Hz LTC2462 超小型16ビット、ΔΣ ADC、10ppmリファレンス LTC2472とピン&ソフトウェア互換、 出力レート60Hz 24702fb 22 リニアテクノロジー株式会社 〒102-0094 東京都千代田区紀尾井町3-6紀尾井町パークビル8F 詳細：www.linear-tech.co.jp/LTC2470 TEL 03-5226-7291 FAX 03-5226-0268 www.linear-tech.co.jp/LTC2470 ● ● LT 0114 REV B • PRINTED IN JAPAN LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2009