DN463 - Linear Technology

将您的微控制器 ADC 升级至真正的 12 位性能
设计要点 463
Guy Hoover
引言
许多 8 位和 16 位微控制器都具有 10 位内部 ADC。少
数微控制器内置了 12 位 ADC,但它们经常具有低劣
或不实在的 AC 规格,无疑欠缺了旨在满足越来越多
应用之需求的性能。LTC®2366 及其较慢速的版本提
供了一种高性能的替代方案,如表 1 中的 AC 规格所
示。您不妨将这些有保证的规格与自己现用微控制
器内置的 ADC 进行一番比较。
该系列的 DC 规格同样令人印象深刻。INL 和 DNL 保
证低于 ±1LBS。这些器件采用 2.5V、3V 或 3.3V 单工
作电源,在转换操作期间其最大吸收电流为 4mA。在
待用期间将器件置于睡眠模式时,可将吸收电流降
低至 1µA 以下,这极大地减小了在较低采样速率情
况下的平均电源电流。
这些 ADC 采用纤巧型 6 引脚和 8 引脚 TSOT-23 封
装。8 引脚器件具有可调的 VREF 和 OVDD 引脚。可
调的 VREF 引脚允许将输入范围缩减至 1.4V。这与高
ADC 输入阻抗相组合,能在许多应用中免除增设增
益或缓冲级的需要。负责控制数字输出电平的 OVDD
引脚可在 1V 至 3.6V 之间进行调节,从而简化了与不
同逻辑器件系列的通信。对于那些不需要可调基准或
可调输出电平的应用,具 V REF = OV DD = V DD 的 6
引脚器件应该足够了。
SPI 接口仅需三根导线便可与微控制器通信,因而在
低功率和高速应用中保持了总体解决方案的小外形
尺寸。
、LT、LTC 和 LTM 是凌力尔特公司的注册商标。所有其他商标均为其各自
拥有者的产权。
图 1:单电源 AC 耦合放大器对输入进行电平移位以实现
动态范围的最大化
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图 2:FFT 显现图 1 所示电路的
低噪声和低失真
应用电路
图 1 示出了一个用于驱动 LTC2366 的单电源 AC
耦合放大器。该电路适用于那些传感器输出电平
过低以至于无法实现 ADC 之完整 SNR 性能的应
用。LT®6202 具有轨至轨输出摆幅。当运放的输出
被电平移位至 ADC 摆动范围的中央时,该特点可最
大限度地拓宽了电路的动态范围。图 2 中的 FFT 展
示了该电路的低噪声和低失真特性。
在图 3 中,一个具 0 至 4096 可编程增益的单电源 DC
放大器负责驱动 LTC2360。LTC6915 凭借 10µV 的最
大失调和 2.5µVP-P 的 DC 至 10Hz 噪声,成为了高增
益应用的上佳选择。该电路适用于非常低电平信号或
那些具有宽输入电平范围的应用。
结论
LTC236x 系列中的 12 位 ADC 拥有大多数微控制器内
置 ADC 所无法满足的保证 AC 规格,从而在替代内
置 ADC 时改善性能。LTC236x 系列可容易地通过其
SPI 接口与大多数微控制器相连接。宽采样速率范
围、外部基准引脚和单独的 OVDD 引脚提供了额外的
灵活性。
表 1:LTC236x ADC 系列的 AC 规格
器件型号
采样速率
SINAD
SNR
THD
完整的
线性带宽
LTC2366
3Msps
68dB (最小值)
69dB (最小值)
–72dB (最大值)
2.5MHz (典型值)
LTC2365
1Msps
68dB (最小值)
70dB (最小值)
–72dB (最大值)
2.0MHz (典型值)
LTC2362
500ksps
72dB (典型值)
73dB (典型值)
–85dB (典型值)
1.0MHz (典型值)
LTC2361
250ksps
72dB (典型值)
73dB (典型值)
–85dB (典型值)
1.0MHz (典型值)
LTC2360
100ksps
72dB (典型值)
73dB (典型值)
–85dB (典型值)
1.0MHz (典型值)
图 3:单电源 DC 放大器提供了从 0 至 4096 的可编程增益
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