LTC2440 中文數據手冊 速度/分辨率可選的24為高速差動 ADC
LTC2440 模擬輸入和基準凡標注●表示該指標適合整個工作溫度范圍,否則僅指T=25℃·(注3 符號 參數 條件 最小值典型值最大值單位 息壓 絕對/共模|N電 GND-03V Vcc+0.3V 絕對/共模N電壓 GND-03V Vcc+0.3v 輸入差動電壓范圍 ●|-VREF/2 VREF/2 REF 絕對/共模REF電壓 REF 絕對/共模REF電壓 GND Vcc-01V REF 基準差動電壓范圍 CC (REFT-REF CS(IN) N取樣電容 IN取樣電容 CS(REF) REF取樣電容 pF REFˉ取樣電容 IDC LEAK(N)|NDc漏電流 CS=VcG,IN= GND 100 N DC漏電流 CS=VCC,IN=GND IC LEAK(RE)| REF DC漏電流 CS=Vcc, REF= 5V 10 DC LEAK(REF) REF DC漏電流 CS=Vcc,REF= GND 10 數字輸入和數字輸出凡標注·表示該指標適合整個工作溫度范圍,否則僅指TA=25℃°(注3) 符號 參數 條件 最小值典型值最大值單位 H 高電平輸入電壓 4.5V≤Vcc≤5.5V 2.5 低電平輸入電壓 45V≤Vcc≤5.5V 高電平輸入電壓 4.5V≤Vcc≤5.5V(注8) 5 SCK 低電平輸入電壓 4.5V≤VCc≤55V(注8) 0.8 SCK 數字輸入電流 0V≤ VINS VCC -10 數字輸入電流 0V≤ VINs VCC(注8) 10 N 數字輸入電容 pF N 數字輸入電容 (注8) pF SCK OH 高電平輸出電壓 lo=-800uA Vcc -05V 低電平輸出電壓 lo=1.6mA 04V SDO, BUSY 高電平輸出電壓 o=-800uA(注9) Vcc-0.5V SCK 低電平輸出電壓 l=16mA(注9) 0.4V SCK 高阻抗輸出泄漏 -10 SDO LEOD 3 TC2440 電源要求凡標注·表示該指標適合整個工作溫度范圍,否則僅指T4=25℃(注3) 符號 數 條件 最小值典型值最大值單位 電源電壓 4.5 55 電源電流 轉換模式 CS=0V(注7) 睡眠模式 CS=Vc(注7) 30 A 定時特性凡標注●表示該指標適合整個工作溫度范圍,否則僅指TA=25℃(注3) 符號 參數 條件 最小值典型值最大值單位 外部振蕩器頻率范圍 0.1 MHZ 外部振蕩器高周期 10000 ns tup E0 外部振蕩器低周期 25 10000 tc CONV 變換時間 0.99 0SR=32768(SD|=1) 126 45 外部振蕩器(注10) 40000·0SR 內部SCK頻率 內部振蕩器(注9) 0.8 0.9 外部振蕩器(注9·10) fEOSC/10 D 內部SCK占空比 45 % fESCO 外部SCK頻率范圍 20 MHZ LESCK 外部SCK低周期 25 ns tHESCK 外部SCK高周期 tDOUT ISCH內部SK32位數據輸出時間 內部振蕩器(注9·11) 41.6 353 309 外部振蕩器(注9、10) 3200sc tDOUT ESCκ外部SCK32位數據輸出時間 32/fESCK CS↓至SD0低阻抗 200 CS↑至SD0高阻抗 CS↓至SCK↓ (注9) CS↓至SCK↑ tKOMAX SCK↓至SDO有效 200 sCK↓后SD0保持 ↓前SCK設定 50 t6 CS↓后SCK保持 50 SCK↑前SD|設定 注5 sCK↑后SD|保持 110注5 ns 注1:絕對最大額定值是指超出該值則器件的壽命可能會受 注7:變換器采用內部振蕩器 損 注8:此時變換器處于外部SCK操作模式,以把SCK引腳用作 注2:所有的電壓值均以GND為基準。 個數字輸入。在數據輸出期間驅動SCK的時鐘信號的頻率 注3:Vc=45V至5.5V,除非特別注明。 為fscK,并以Hz來表示 VREF= REF-REF ,VREFCM=(REF +REF )/2 注9:此時變換器處于內部SCK操作模式,以把SCK引腳用作 IN , VINCM=(IN +IN)/2 個數字輸出。在這種操作方式中,SCK引腳具有 CLoaD 20pF的總等效負載電容。 注4:Fo引腳與GND或外部變換時鐘脈沖源相連(fεosC 10MHz,除非特別注明。) 注10:外部振蕩器連接至Fo引腳。外部振蕩器頻率fosc以H 來表示 注5:由設計提供保證,未經測試 注11:變換器使用內部振蕩器。Fo=0V 注6:積分非線性被定義為代碼相對于穿過轉換曲線的實際端 注12:由設計和測試相關提供保證 點的直線的偏差。該偏差是從量化范圍的中心開始測量 的 244 C O LNEAR CHNOLOGY LTC2440 典型性能特征 積分非線性four=35kHz 積分非線性foU=176kHz 積分非線性four=880Hz 10 Vcc =5 VINCM=2.5V 5V VINCM=2.5V VREF= 5V Fo=GND Fo=GND 5| VREF=GND4=25°c VREF+=5VTA=25°0 TA=25°0 5 FVREF REF E a 2.5-2-1.5-1-0.500.5 522.5 2.5-2-1.5-1-0.500.511.522.5 2.5-2-15-1-0.500.511.5225 VIN (V) VIN (V) 積分非線性four=440Hz 積分非線性foU=220Hz 積分非線性fur=110Hz 10 5V F0=GND VREF=5V F0= GND REF= 5V 25°C 25°C VREF=GND REF= GND 5 GND -10 25-2-1.5-1-0500.511.5225 2.5-2-1.5-1-0.500.511.5225 2.5-2-1.5-1-0.500.511.5225 積分非線性foUr=55Hz 積分非線性four=275Hz 積分非線性four=13.75Hz 10 10 5∨Fo=GND REF= 5V FO=GN VREF =5V F0=GND RE=5VTA=25°0 REF=5V TA=25C VREFT=5 REF = GND A 25°C REF REF=GND 苫 z-5 -10 -10 10 2.5-2-1.5-1-0.500511.522.5 -25-2-1.5-1-0.500.511.5225 25-2-1.5-1-0.500.511.522.5 2440G08 2440G09 O LEAD 5 LTC2440 典型性能特征 積分非線性foUr=6.875Hz 積分非線性與變換率的關系 積分線性與V1NCM的關系 10.0 10 -25VsVN≤25V REF=5V F0=GND VREF=5∨VNCM=25V VREF= 5V TA= 25C VREF= 5V Fo= GND VINCM= 3.75V 5ˇREF GND H 7.5 VRE 5 VINCM= 2.5V 95.0 三25 2-5 Vcc= 0SR=32768A1 VREF=2.5V Fo= GND VREF=2.5V TA=25C GND 2.5-2-1.5-1-0.500.511.5225 0500100015002000250030003500 -1.25-0.75-0.250.250.751.25 VIN(V) CONVERSION RATE (Hz) VIN(V) 2440G10 2440G12 積分非線性與溫度的關系 積分非線性與溫度的關系 一滿量程誤差與ⅤREF的關系 VREF =2.5V OSR= 32768 VREF 5V OSR=32768 VREF= 2.5V Fo=GND 6V F0= GND 10 TA=125C TA=125°C TA=25°C TA=25°C 10 20 -125-0.75-0.250.250.751.25 2.5-2-1.5-1-0500.511.5225 VIN (V) VREF (V +滿量程誤差與ⅤREF的關系 滿量程誤差與Ⅴcc的關系 +滿量程誤差與Ⅴc的關系 0 VREF=2.5V OSR= 32768 -1 VREF*=2.5V Fo=GND -2VRE=6NDTA=25℃ VINCM=1.25V Eeu E -5 7 10 VRE=25V0SR=32768 彐2vRE=25VFo=GM 8 VREF= GND TA=25°C INCM=1.25V 10 4.5 5.1 5.3 4.7 55 (V) 2440G16 2440G18 2440f LEAD LTC2440 典型性能特征 一滿量程誤差與溫度的關系 +滿量程誤差與溫度的關系 失調誤差與Ⅴcc的關系曲線 5.0r CC REF= 5V 2.5V Fo=GND VREFT=4.5V VREF=5V GND TA=25°C 10 V GND VREF= GND 2.5 VIN=VIN=GND 5.5V a CC 5V,5V REF= 4.5V VREF= 5V -10 VREF =GND VREF=GND ∝∽出 INCM= 2. 25V VI 2.5V 0SR=327680SR=32768 0=GND -5.0 255 4.5 5.5 TEMPERATURE(°C) TEMPERATURE(°C) 失調誤差與變換率的關系 失調誤差與ⅤINCM的關系 RMS噪聲與溫度的關系 5.0 3.5 VREF= 5V OSR=32768 5VTA=25°c 0= GND 3.0 5 2.5 VREF =GND s25|REF= GND TA=25°0 Vc=45 2.5 2.0 G Vcc= 4.5V VcC=5.5V,5v c1.5 VREF=2.5V -2.5 -25 REF=2.5V VREF=5V GND VREF=GND 1.0 VIN=VIN=GND VINT= VIN =GND 0SR=256 0SR=256 Fo = GND Fo GND 5.0 0500100015002000250030003500 0 -55-255 356595125 CONVERSION RATE (Hz) TEMPERATURE(°G 440G22 2440G24 INL與輸出速率的關系 RMS噪聲與輸出速率的關系 (OSR=128)外部時鐘掃描 (OSR=128)外部時鐘 失調誤差與溫度的關系 10MHz至20MHz 掃描10MHz至20MHz 20 16 Vcc=5V cc=5.5v Vcc=4.5V EXTERNAL CLOCK 10MHZ ao 12 F(OR INTERNAL OSCILLATOR) 3 EXTERNAL VcC=4.5V CLOCK 20MHZ 2 VREF=2.5V VREF= 5V VRFF=GND GND VIN*=VIN=GND VIN*= VIN=GND 4HVREF=VcC=5V 1HVREF=Vcc=5V TEMP=25°C TEMP=25°C 0SR=256 0SR=256 2 FSWEEP (VIN-VREF/2)TO VREF/2 VN±VREF2 Fo= GND FO=GND 255356595125 2000 2500 3500 4000 25003000350 TEMPERATURE(°C OUTPUT RATE (Hz) OUTPUT RATE (Hz) 2440G25 2440G27 OLEAR TECHN○LoGY TC2440 引腳功能 GND(引腳Ⅰ、8、9、16:地。多個接地引腳在內部SCK信號并在SCK引腳上輸出。幀信號BUSY(引腳 相連以實現最佳的接地電流流動和Ⅴcc去耦。利用15)走低,表示正在輸出數據 低阻抗連接將所有這些引腳與接地平面相連。為了cs(引腳1):低態有效數字輸入。該引腳上的低電 進行正確的操作,這四個引腳均必須接地 平信號使能SDO數字輸出并喚醒ADC。在每次變換 Ⅴcc(引腳2):正電源電壓。利用一個與盡可能靠近之后,ADC自動進入睡眠狀態,而且只要CS為高電 器件的0.1μF陶瓷電容器相并聯的10μF鉭電容器將平,它就將保持這種低功耗狀態。在數據輸出轉移 該引腳旁路至地。 期間,CS引腳上的低電平至高電平轉換將中斷數據 REF(引腳3)REF(引腳4):差動基準輸入。這轉移,并起動一個新的變換 些引腳上的電壓可以是GND至Vcc之間的任何數SDO(引腳12):三態數字輸出。在數據輸出期間 值,只要基準正輸入REF保持得比基準負輸入該引腳被用作串行數據輸岀當芯片選擇引腳CS為 REF正至少0.1V 高電平時(CS=Vo)SDO引腳處于高阻抗狀態。在 IN(引腳5)丶INˉ(引腳6):差動模擬輸人。這些引變換和睡眠期間’該引腳被用作變換狀態輸出。可 腳上的電壓可以是GND-0.3V和Vc+0.3V之間的通過將CS拉至低電平來監視變換狀態 任何數值。在這一界限內’變換器雙極輸入范圍(VⅣSCK(引腳13):雙向數字時鐘引腳。在內部串行時 =IN-IN)從-0.5·(VREF)一直到0.5·(VREF)°在該鐘操作模式下,SCK在數據輸出期間被用作內部串 輸入范圍之外’變換器將生成獨特的過量程和欠量行接口時鐘用數字輸出。在外部串行時鐘操作模式 程輸出代碼。 下,SCK在數據輸出期間被用作外部串行接口時鐘 sDI(引腳刀):串行數據輸入。該引腳用于選擇變換用數字輸入。串行時鐘操作模式由加在EXT引腳上 器的速度/分辨率。如果,SD引腳接地(與LTC240的邏輯電平來決定 引腳兼容)’則該器件將以80H頻率和21位有效分Fo(引腳14):頻率控制引腳。它是控制內部變換時 辨率進行數據輸岀。通過把SDI連接至高電平’該鐘的數字輸人。當Fo連接至Vc或GND時,變換 變換器可進人超低噪聲模式(200 nORMS)’且在6.9Hz器采用其振蕩頻率為9MHz的內部振蕩器。變換率由 輸出速率條件下具有同時50/60Hz抑制。在變換或所選的OSR決定,這樣,toNv=0.04·OSR/900 睡眠狀態下,SD可隨時被驅動至邏輯高電平或低電OSR=256時,toNv=1.137ms;OSR=32768時 平以改變速度/分辨率。緊跟在數據輸出周期之后的 tcoNv=146ns)。OSR=256時’第一個零值位于 變換將是有效的’并在新選擇的速度/分辨率條件下8/tcoN=7kHz;OSR=32768時,第一個零值位于 進行。在數據輸出周期中·SDI還可以在SCK的控5Hz(同時5060z抑制)。 制下通過一個串行輸入數據流來設置。共有10種速采用一個頻率為fBc的振蕩器對F進行驅動時, 度/分辨率范圍(從69Hz/20nVRM至3.5kHz/2 TuRMS) 變換時間變為toNv=40000OSR/ fOss(單位為m) 可供選擇。在一次新選擇之后的第一個變換是有效第一個零值仍位于8/co0N 的,并在新選擇的速度/分辨率條件下執行。 BUSY(引腳15):變換進行指示器。為了與LT2410 XT(引腳10):內部/外部SCK選擇引腳。該引腳兼容,該引腳應與地相連。當變換在進行之中時, 用來選擇用于數據輸出的內部或外部SCK如果該引腳為高電平,若走低則表示變換已完成且數據 EXT被連接至低電平(與LTC2410引腳兼容),則該已準備就緒。在睡眠和數據輸出狀態下,該引腳保 器件處于外部SCK模式,且數據在用戶施加的串行持低電平。當數據輸出狀態結束時,該引腳走高 時鐘的控制下移出器件。如果EXT被連接至高電平,表示一個新的變換已經開始。 則選擇的是內部串行時鐘模式。器件將生成自己的 2440f LEAD LTC2440 功能方框圖 OSCILLATOR AUTOCALIBRATION AND CONTROL (INT/EXT) 三 SDO SCK SERIAL DECIMATING FIR INTERFACE SDI BUSY DAC REF REF 圖1:功能方框圖 測試電路 1.69k SDO SDO 1.69k CLOAD=20pF CLOAD= 20pF Hi-Z TO VOH VOL TO VOH Hi-Z TO VOL VoH TO Hi-Z VOH TO NOL 2440 TA04 OL TO Hi-Z 應用信息 變換器工作 CONVERT 變換器工作周期 LTC2440是一種具有一個簡單易用的三線式串行 接口的高速ΔΣ模數變換器(見圖1)°其工作包括 種狀態。變換器工作周期始于變換操作,隨后是低 FALSE/ CS=LOW 功耗睡眠狀態’最終是數據輸出(見圖2)。三線式接 SCK_I 口由串行數據輸出(SDO)、串行時鐘(SCK)和芯片選 TRUE 擇(CS)所組成°接口丶定時、工作周期和數據輸出 DATA OUTPUT 格式均與LTC2410兼容。 圖2:LTC2440的狀態轉換示意圖 2440 NEAR TECHN○LoGY 9 TC2440 應用信息 開始,LTC2440執行變換操作。一旦變換完上電時序 成,則器件進入睡眠狀態。在睡眠狀態下’功耗降 至10uA以下。只要CS為高電平,則器件將保持睡 當電源電壓Vc降至約2.2V以下時,LTC2440 自動進入內部復位狀態。這一特點保證了變換結果 眠狀態。當變換器處于睡眠狀態時,變換結果無限 和串行接口模式選擇的完整性 期地保留在一個靜態移位寄存器中 當Vc電壓升至該臨界門限值以上時,該變換 旦CS被拉至低電平,則器件開始輸出變換結 器將生成一個持續時間約0.5ms的內部上電復位 果。變換結果中沒有等待時間。數據輸出對應于剛 (POR)信號。POR信號將所有的內部寄存器清零。在 剛完成的變換。該結果在串行時鐘(SCK)的控制下 POR信號之后,LTC2440開始一個正常的變換周期 移出串行數據輸出引腳(SDO)。數據在SCK脈沖的 并按照上述的一系列狀態進行操作。如果電源電壓 下降沿被更新’使得用戶能夠可靠地將數據鎖定于 在POR時間間隔結束之前恢復至工作電壓范圍之內 SCK脈沖的上升沿(見圖3)。當從ADC讀出了32 (45V至55V)·則POR信號之后的第一個變換結果 個位或當CS被拉至高電平時,數據輸出狀態終止 該器件自動啟動一個新的變換’上述循環周而復在器件的規格之內是準確的。 始 基準電壓范圍 LTC2440通過對CS丶SCK和EXT引腳的定時控 該變換器采用了一個真正的差動外部基準電 制可提供幾種靈活的操作模式(內部或外部SCK)。壓。REF+和REF引腳的絕對/共模電壓規格適用于 這些模式不需要對配置寄存器進行設置,而且它們從GND至Vcc的整個范圍。為了實現正確的變換器 不會干擾上述的循環操作。有關這些操作模式的詳操作,REF+引腳電壓必須始終比REF引腳電壓正 細說明請參閱“串行接口定時模式”部分 LTC2440可采用一個01V至Vce的差動基準電 使用容易 壓。變換器輸岀噪聲由前端電路的熱噪聲所決定 這樣,其單位為mV的數值相對于基準電壓幾乎是恒 LT2440的數據輸出沒有等待時間、濾波器穩定 定的。基準電壓的下降將不會顯著提高變換器的有 延遲或與變換周期相關聯的多余數據。在變換與輸 效分辨率。而另一方面,基準電壓的降低將會改善 出數據之間存在著一對一的對應關系。因此,多個變換器的總體NL性能。 模擬電壓的復用是容易的。速度/分辨率調整可在沒 有穩定誤差的情況下在兩個變換之間無縫進行。 輸入電壓范圍 LT℃2440每個變換周期都要進行失調和滿量程校 模擬輸入是真正的差動信號,并具有用于I和 準。對用戶而言,該校準是透明的,且對上述循環N輸入引腳的GND-03V至Vc+03V的絕對/共 操作沒有影響。進行連續校準的長處在于能夠獲得模范圍°在這些界限之外,FSD保護器件開始接通 相對于時間丶電源電壓變化和溫度漂移的極其穩定而且’由輸入漏電流引起的誤差迅速增加。在這些 的失調和滿量程讀數。 界限之內,LTC2440對雙極差動輸入信號VN=IN+ IN(-FS=-0.5·VREF至+FS=0.5·VREF)進行變 換,其中,VREF=REF+-REFˉ。在該范圍之外,變 換器采用不同的輸出代碼來指示過量程或欠量程狀 態 244 10 LEAD