LTC1860L/LTC1861L：低功耗高速12位ADC的卓越之選

在電子設(shè)計領(lǐng)域，模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。而LTC1860L/LTC1861L這兩款12位A/D轉(zhuǎn)換器，憑借其出色的性能和特性，為工程師們提供了一個優(yōu)秀的解決方案。今天，我們就來深入了解一下這兩款轉(zhuǎn)換器。

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一、產(chǎn)品概述

LTC1860L/LTC1861L采用MSOP和SO - 8封裝，工作在單3V電源下。在150ksps的采樣率下，其電源電流僅為450μA，并且在較低采樣速度時，由于它們會在轉(zhuǎn)換之間自動斷電，電源電流會進一步下降。這兩款轉(zhuǎn)換器屬于12位開關(guān)電容逐次逼近型ADC，還包含采樣保持電路。其中，LTC1860L具有差分模擬輸入和外部參考引腳，LTC1861L則在MSOP版本中提供軟件可選的2通道MUX和外部參考引腳。

二、產(chǎn)品特性

2.1 高性能指標

• 高分辨率：具備12位分辨率，無丟失碼，INL（積分非線性）典型值為±1 LSB，能提供較為精確的轉(zhuǎn)換結(jié)果。
• 低噪聲：過渡噪聲為0.13 LSBRMS，在轉(zhuǎn)換過程中能有效減少噪聲干擾。
• 低誤差：增益誤差典型值為±20 mV，偏移誤差典型值為±2 ±5 mV，保證了轉(zhuǎn)換的準確性。

2.2 低功耗設(shè)計

• 自動關(guān)機功能：在1ksps時，自動關(guān)機可將電源電流降至10μA，大大降低了功耗，適用于對功耗要求較高的應(yīng)用場景。
• 低電源電流：在150ksps采樣率下，典型電源電流僅450μA，進一步體現(xiàn)了其低功耗特性。

2.3 靈活的輸入輸出

• 真差分輸入：LTC1860L和LTC1861L都具有真差分輸入，能有效抑制共模噪聲。
• 多通道選擇：LTC1860L為1通道，LTC1861L為2通道，可根據(jù)實際需求選擇合適的通道數(shù)。
• SPI/MICROWIRE兼容串行I/O：方便與ASIC、PLD、MPU、DSP或移位寄存器等進行數(shù)據(jù)傳輸。

2.4 其他特性

• 高采樣率 - 功率比：在高速采樣的同時保持較低的功耗，適用于緊湊型、低功耗、高速系統(tǒng)。
• 可用于比例測量應(yīng)用：能與外部參考配合使用，高阻抗模擬輸入和可降低至1V滿量程的操作能力，可直接連接信號源，減少外部增益級的需求。

三、電氣特性

3.1 基本參數(shù)

3.2 輸入輸出特性

• 輸入電壓范圍：輸入差分電壓范圍為0 - VREF，絕對輸入范圍IN + 為 - 0.05 - VCC + 0.05 V，IN - 為 - 0.05 - VCC/2 V。
• 參考電壓范圍：LTC1860L的SO - 8和MSOP以及LTC1861L的MSOP版本，參考電壓范圍為1 - VCC V。
• 輸入電容：采樣模式下CIN為12 pF，轉(zhuǎn)換期間為5 pF。

3.3 電源及溫度特性

• 電源電壓：VCC范圍為2.7 - 3.6 V。
• 工作溫度范圍：LTC1860LC/LTC1861LC為0°C - 70°C，LTC1860LI/LTC1861LI為 - 40°C - 85°C。
• 存儲溫度范圍： - 65°C - 150°C。

四、工作原理

4.1 LTC1860L工作順序

轉(zhuǎn)換周期從CONV的上升沿開始，經(jīng)過tCONV時間后轉(zhuǎn)換完成。若CONV在轉(zhuǎn)換完成后保持高電平，LTC1860L進入睡眠模式，僅消耗泄漏電流。CONV下降沿時，進入采樣模式，SDO使能，SCK同步數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)在SCK下降沿從SDO輸出，接收系統(tǒng)在SCK上升沿捕獲數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸完成后，若CONV為低且繼續(xù)施加SCK時鐘，SDO將無限輸出零。

4.2 LTC1861L工作順序

轉(zhuǎn)換周期同樣從CONV的上升沿開始，轉(zhuǎn)換完成后若CONV保持高電平進入睡眠模式。CONV下降后，2位數(shù)據(jù)字在SCK上升沿時鐘進入SDI輸入，后續(xù)SDI輸入在下次CONV周期前被忽略。SCK同步數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)在SCK下降沿傳輸，上升沿捕獲，實現(xiàn)全雙工傳輸。數(shù)據(jù)傳輸完成后，若CONV為低且繼續(xù)施加SCK時鐘，SDO將無限輸出零。

五、應(yīng)用場景

5.1 高速數(shù)據(jù)采集

其高采樣率和低功耗特性，使其非常適合高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠快速準確地采集模擬信號并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。

5.2 便攜式或緊湊型儀器

低功耗和小封裝的特點，使其成為便攜式或緊湊型儀器的理想選擇，如手持測量設(shè)備等。

5.3 低功耗電池供電儀器

自動關(guān)機功能和低電源電流，能有效延長電池續(xù)航時間，適用于電池供電的儀器設(shè)備。

5.4 隔離和/或遠程數(shù)據(jù)采集

可在隔離或遠程環(huán)境中穩(wěn)定工作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的準確采集和傳輸。

六、設(shè)計注意事項

6.1 接地

應(yīng)使用模擬接地平面和單點接地技術(shù)，避免使用繞線技術(shù)進行面包板測試和評估。為達到最佳性能，建議使用印刷電路板，將接地引腳直接連接到模擬接地平面，盡量縮短引線長度。

6.2 旁路

為保證良好的性能，VCC和VREF引腳必須無噪聲和紋波。在轉(zhuǎn)換周期內(nèi)，VCC/VREF相對于地的電壓變化可能會在輸出代碼中引入誤差或噪聲。因此，應(yīng)使用至少1μF的鉭電容將VCC和VREF引腳直接旁路到模擬接地平面，并盡量縮短旁路電容的引線。

6.3 模擬輸入

由于采用電容重新分配A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)，LTC1860L/LTC1861L的模擬輸入存在電容性開關(guān)輸入電流尖峰。若源電阻小于200Ω或使用高速運算放大器（如LT1211、LT1469等），這些電流尖峰能快速穩(wěn)定，不會產(chǎn)生問題。但如果使用大源電阻或慢速穩(wěn)定的運算放大器驅(qū)動輸入，需確保電流尖峰引起的瞬態(tài)在轉(zhuǎn)換開始前完全穩(wěn)定。

七、總結(jié)

LTC1860L/LTC1861L以其低功耗、高采樣率、高分辨率等優(yōu)點，在眾多應(yīng)用場景中展現(xiàn)出了強大的競爭力。作為電子工程師，在進行相關(guān)設(shè)計時，充分考慮其特性和設(shè)計注意事項，能更好地發(fā)揮其性能，實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換。你在實際應(yīng)用中是否使用過類似的ADC呢？遇到過哪些問題？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。