探索LTC2414/LTC2418：24位無延遲ΔΣ ADC的卓越性能

在電子工程師的日常工作中，高精度數(shù)據(jù)采集始終是一項(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)。而LTC2414/LTC2418這兩款8/16通道24位無延遲ΔΣ ADC，無疑為我們提供了一個(gè)強(qiáng)大的解決方案。今天，就讓我們深入了解一下這兩款A(yù)DC的特點(diǎn)、性能和應(yīng)用。

文件下載：LTC2414.pdf

1. 產(chǎn)品概述

LTC2414/LTC2418是Linear Technology公司推出的8/16通道（4/8差分）微功耗24位ΔΣ模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它們工作在2.7V至5.5V的單電源下，集成了振蕩器，具有2ppm的積分非線性（INL）和0.2ppm的均方根（RMS）噪聲。采用ΔΣ技術(shù)，為多路復(fù)用應(yīng)用提供單周期穩(wěn)定時(shí)間。

2. 產(chǎn)品特性

2.1 輸入通道配置靈活

LTC2414/LTC2418可以配置為8/16通道單端輸入或4/8通道差分輸入，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

2.2 低功耗設(shè)計(jì)

具有低電源電流，正常工作時(shí)為200μA，自動(dòng)睡眠模式下僅4μA，有效延長設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。

2.3 高精度性能

• 差分輸入和差分參考，共模范圍從GND到(V_{CC})，INL為2ppm，無漏碼。
• 滿量程誤差2.5ppm，偏移誤差0.5ppm，噪聲僅0.2ppm。

2.4 無延遲特性

數(shù)字濾波器在單周期內(nèi)穩(wěn)定，即使在選擇新通道后，每次轉(zhuǎn)換也能保證準(zhǔn)確。

2.5 單電源操作

支持2.7V至5.5V的單電源供電，簡化了電路設(shè)計(jì)。

2.6 內(nèi)部振蕩器

無需外部組件，降低了設(shè)計(jì)成本和復(fù)雜度。

2.7 高抗干擾能力

在50Hz/60Hz處具有110dB的陷波濾波器，有效抑制電源干擾。

3. 應(yīng)用領(lǐng)域

3.1 直接傳感器數(shù)字化

可直接將傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，廣泛應(yīng)用于各種傳感器系統(tǒng)。

3.2 稱重秤

高精度的測(cè)量能力使其成為稱重秤的理想選擇。

3.3 直接溫度測(cè)量

能夠準(zhǔn)確測(cè)量溫度，為溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù)。

3.4 氣體分析儀

滿足氣體分析對(duì)高精度數(shù)據(jù)采集的要求。

3.5 應(yīng)變計(jì)傳感器

在應(yīng)變計(jì)傳感器應(yīng)用中，提供精確的測(cè)量結(jié)果。

3.6 儀器儀表和數(shù)據(jù)采集

適用于各種儀器儀表和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

3.7 工業(yè)過程控制

為工業(yè)過程控制提供高精度的測(cè)量和反饋，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

4. 電氣特性

4.1 分辨率和線性度

分辨率為24位，無漏碼，保證了高精度的測(cè)量。在不同的電源電壓和參考電壓條件下，INL表現(xiàn)出色。

4.2 誤差指標(biāo)

包括偏移誤差、滿量程誤差和總未調(diào)整誤差等，各項(xiàng)誤差指標(biāo)都控制在較低水平，確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。

4.3 噪聲性能

輸出噪聲低至1ppm的(V_{REF})，有效減少了噪聲對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

4.4 抗干擾能力

在直流和交流情況下，對(duì)輸入共模、參考共模和電源的抑制能力都很強(qiáng)，保證了在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定工作。

5. 引腳配置和功能

5.1 模擬輸入引腳

CH0 - CH15為模擬輸入引腳，可配置為單端或差分模式。

5.2 電源引腳

(V_{CC})為正電源電壓，需通過電容進(jìn)行旁路。

5.3 參考引腳

(REF+)和(REF-)為差分參考輸入，需保證(REF+)比(REF-)至少高0.1V。

5.4 控制引腳

• CS：片選信號(hào)，低電平有效，用于使能SDO輸出和喚醒ADC。
• SDO：三態(tài)數(shù)字輸出，用于輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果。
• SCK：雙向數(shù)字時(shí)鐘引腳，可用于內(nèi)部或外部時(shí)鐘模式。
• (F_{0})：頻率控制引腳，用于控制ADC的陷波頻率和轉(zhuǎn)換時(shí)間。
• SDI：串行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入，用于輸入通道選擇地址。

6. 工作模式和操作流程

6.1 操作周期

LTC2414/LTC2418的操作周期包括轉(zhuǎn)換、低功耗睡眠和數(shù)據(jù)輸入/輸出三個(gè)狀態(tài)。

6.2 轉(zhuǎn)換時(shí)鐘

采用內(nèi)部高精度振蕩器，無需外部頻率設(shè)置組件，在50Hz或60Hz ±2%處實(shí)現(xiàn)至少110dB的抑制。

6.3 易用性

數(shù)據(jù)輸出無延遲，每次轉(zhuǎn)換與輸出數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)，便于多路復(fù)用。同時(shí)，在每個(gè)轉(zhuǎn)換周期進(jìn)行偏移和滿量程校準(zhǔn)，保證了測(cè)量的穩(wěn)定性。

6.4 上電序列

當(dāng)電源電壓(V_{CC})低于約2V時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入內(nèi)部復(fù)位狀態(tài)；高于該閾值時(shí)，產(chǎn)生內(nèi)部上電復(fù)位（POR）信號(hào)，清除內(nèi)部寄存器并開始正常轉(zhuǎn)換。

6.5 參考電壓范圍

接受真正的差分外部參考電壓，范圍從0.1V到(V_{CC})。降低參考電壓可提高INL性能和在外部時(shí)鐘下的輸出數(shù)據(jù)率。

6.6 輸入電壓范圍

模擬輸入的共模范圍為GND - 0.3V至(V{CC}+0.3V)，可接受的差分輸入信號(hào)范圍為(-0.5 cdot V{REF})到(0.5 cdot V_{REF})。

6.7 輸入數(shù)據(jù)格式

通過8位字更新通道選擇，前3位為控制位，后5位為通道地址位。

7. 總結(jié)

LTC2414/LTC2418以其高精度、低功耗、靈活的配置和易用性，成為了數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域的優(yōu)秀選擇。無論是在工業(yè)控制、傳感器應(yīng)用還是儀器儀表等領(lǐng)域，都能發(fā)揮出其卓越的性能。電子工程師們?cè)?a href="http://www.makelele.cn/soft/data/61-62/" target="_blank">設(shè)計(jì)相關(guān)系統(tǒng)時(shí)，可以充分考慮這款A(yù)DC，以實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集。大家在使用過程中有沒有遇到過什么問題呢？或者對(duì)這款A(yù)DC還有哪些方面想進(jìn)一步了解？歡迎在評(píng)論區(qū)留言討論。