LTC2440中文数据手册

LTC2440 中文数据手册 速度/分辨率可选的24为高速差动 ADC
LTC2440 模拟输入和基准凡标注●表示该指标适合整个工作温度范围,否则仅指T=25℃·(注3 符号 参数 条件 最小值典型值最大值单位 息压 绝对/共模|N电 GND-03V Vcc+0.3V 绝对/共模N电压 GND-03V Vcc+0.3v 输入差动电压范围 ●|-VREF/2 VREF/2 REF 绝对/共模REF电压 REF 绝对/共模REF电压 GND Vcc-01V REF 基准差动电压范围 CC (REFT-REF CS(IN) N取样电容 IN取样电容 CS(REF) REF取样电容 pF REFˉ取样电容 IDC LEAK(N)|NDc漏电流 CS=VcG,IN= GND 100 N DC漏电流 CS=VCC,IN=GND IC LEAK(RE)| REF DC漏电流 CS=Vcc, REF= 5V 10 DC LEAK(REF) REF DC漏电流 CS=Vcc,REF= GND 10 数字输入和数字输出凡标注·表示该指标适合整个工作温度范围,否则仅指TA=25℃°(注3) 符号 参数 条件 最小值典型值最大值单位 H 高电平输入电压 4.5V≤Vcc≤5.5V 2.5 低电平输入电压 45V≤Vcc≤5.5V 高电平输入电压 4.5V≤Vcc≤5.5V(注8) 5 SCK 低电平输入电压 4.5V≤VCc≤55V(注8) 0.8 SCK 数字输入电流 0V≤ VINS VCC -10 数字输入电流 0V≤ VINs VCC(注8) 10 N 数字输入电容 pF N 数字输入电容 (注8) pF SCK OH 高电平输出电压 lo=-800uA Vcc -05V 低电平输出电压 lo=1.6mA 04V SDO, BUSY 高电平输出电压 o=-800uA(注9) Vcc-0.5V SCK 低电平输出电压 l=16mA(注9) 0.4V SCK 高阻抗输出泄漏 -10 SDO LEOD 3 TC2440 电源要求凡标注·表示该指标适合整个工作温度范围,否则仅指T4=25℃(注3) 符号 数 条件 最小值典型值最大值单位 电源电压 4.5 55 电源电流 转换模式 CS=0V(注7) 睡眠模式 CS=Vc(注7) 30 A 定时特性凡标注●表示该指标适合整个工作温度范围,否则仅指TA=25℃(注3) 符号 参数 条件 最小值典型值最大值单位 外部振荡器频率范围 0.1 MHZ 外部振荡器高周期 10000 ns tup E0 外部振荡器低周期 25 10000 tc CONV 变换时间 0.99 0SR=32768(SD|=1) 126 45 外部振荡器(注10) 40000·0SR 内部SCK频率 内部振荡器(注9) 0.8 0.9 外部振荡器(注9·10) fEOSC/10 D 内部SCK占空比 45 % fESCO 外部SCK频率范围 20 MHZ LESCK 外部SCK低周期 25 ns tHESCK 外部SCK高周期 tDOUT ISCH内部SK32位数据输出时间 内部振荡器(注9·11) 41.6 353 309 外部振荡器(注9、10) 3200sc tDOUT ESCκ外部SCK32位数据输出时间 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设定 50 t6 CS↓后SCK保持 50 SCK↑前SD|设定 注5 sCK↑后SD|保持 110注5 ns 注1:绝对最大额定值是指超出该值则器件的寿命可能会受 注7:变换器采用内部振荡器 损 注8:此时变换器处于外部SCK操作模式,以把SCK引脚用作 注2:所有的电压值均以GND为基准。 个数字输入。在数据输出期间驱动SCK的时钟信号的频率 注3:Vc=45V至5.5V,除非特别注明。 为fscK,并以Hz来表示 VREF= REF-REF ,VREFCM=(REF +REF )/2 注9:此时变换器处于内部SCK操作模式,以把SCK引脚用作 IN , VINCM=(IN +IN)/2 个数字输出。在这种操作方式中,SCK引脚具有 CLoaD 20pF的总等效负载电容。 注4:Fo引脚与GND或外部变换时钟脉冲源相连(fεosC 10MHz,除非特别注明。) 注10:外部振荡器连接至Fo引脚。外部振荡器频率fosc以H 来表示 注5:由设计提供保证,未经测试 注11:变换器使用内部振荡器。Fo=0V 注6:积分非线性被定义为代码相对于穿过转换曲线的实际端 注12:由设计和测试相关提供保证 点的直线的偏差。该偏差是从量化范围的中心开始测量 的 244 C O LNEAR CHNOLOGY LTC2440 典型性能特征 积分非线性four=35kHz 积分非线性foU=176kHz 积分非线性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) 积分非线性four=440Hz 积分非线性foU=220Hz 积分非线性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 积分非线性foUr=55Hz 积分非线性four=275Hz 积分非线性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 积分非线性foUr=6.875Hz 积分非线性与变换率的关系 积分线性与V1NCM的关系 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 积分非线性与温度的关系 积分非线性与温度的关系 一满量程误差与ⅤREF的关系 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 +满量程误差与ⅤREF的关系 满量程误差与Ⅴcc的关系 +满量程误差与Ⅴc的关系 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 一满量程误差与温度的关系 +满量程误差与温度的关系 失调误差与Ⅴcc的关系曲线 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) 失调误差与变换率的关系 失调误差与ⅤINCM的关系 RMS噪声与温度的关系 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与输出速率的关系 RMS噪声与输出速率的关系 (OSR=128)外部时钟扫描 (OSR=128)外部时钟 失调误差与温度的关系 10MHz至20MHz 扫描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 引脚功能 GND(引脚Ⅰ、8、9、16:地。多个接地引脚在内部SCK信号并在SCK引脚上输出。帧信号BUSY(引脚 相连以实现最佳的接地电流流动和Ⅴcc去耦。利用15)走低,表示正在输出数据 低阻抗连接将所有这些引脚与接地平面相连。为了cs(引脚1):低态有效数字输入。该引脚上的低电 进行正确的操作,这四个引脚均必须接地 平信号使能SDO数字输出并唤醒ADC。在每次变换 Ⅴcc(引脚2):正电源电压。利用一个与尽可能靠近之后,ADC自动进入睡眠状态,而且只要CS为高电 器件的0.1μF陶瓷电容器相并联的10μF钽电容器将平,它就将保持这种低功耗状态。在数据输出转移 该引脚旁路至地。 期间,CS引脚上的低电平至高电平转换将中断数据 REF(引脚3)REF(引脚4):差动基准输入。这转移,并起动一个新的变换 些引脚上的电压可以是GND至Vcc之间的任何数SDO(引脚12):三态数字输出。在数据输出期间 值,只要基准正输入REF保持得比基准负输入该引脚被用作串行数据输岀当芯片选择引脚CS为 REF正至少0.1V 高电平时(CS=Vo)SDO引脚处于高阻抗状态。在 IN(引脚5)丶INˉ(引脚6):差动模拟输人。这些引变换和睡眠期间’该引脚被用作变换状态输出。可 脚上的电压可以是GND-0.3V和Vc+0.3V之间的通过将CS拉至低电平来监视变换状态 任何数值。在这一界限内’变换器双极输入范围(VⅣSCK(引脚13):双向数字时钟引脚。在内部串行时 =IN-IN)从-0.5·(VREF)一直到0.5·(VREF)°在该钟操作模式下,SCK在数据输出期间被用作内部串 输入范围之外’变换器将生成独特的过量程和欠量行接口时钟用数字输出。在外部串行时钟操作模式 程输出代码。 下,SCK在数据输出期间被用作外部串行接口时钟 sDI(引脚刀):串行数据输入。该引脚用于选择变换用数字输入。串行时钟操作模式由加在EXT引脚上 器的速度/分辨率。如果,SD引脚接地(与LTC240的逻辑电平来决定 引脚兼容)’则该器件将以80H频率和21位有效分Fo(引脚14):频率控制引脚。它是控制内部变换时 辨率进行数据输岀。通过把SDI连接至高电平’该钟的数字输人。当Fo连接至Vc或GND时,变换 变换器可进人超低噪声模式(200 nORMS)’且在6.9Hz器采用其振荡频率为9MHz的内部振荡器。变换率由 输出速率条件下具有同时50/60Hz抑制。在变换或所选的OSR决定,这样,toNv=0.04·OSR/900 睡眠状态下,SD可随时被驱动至逻辑高电平或低电OSR=256时,toNv=1.137ms;OSR=32768时 平以改变速度/分辨率。紧跟在数据输出周期之后的 tcoNv=146ns)。OSR=256时’第一个零值位于 变换将是有效的’并在新选择的速度/分辨率条件下8/tcoN=7kHz;OSR=32768时,第一个零值位于 进行。在数据输出周期中·SDI还可以在SCK的控5Hz(同时5060z抑制)。 制下通过一个串行输入数据流来设置。共有10种速采用一个频率为fBc的振荡器对F进行驱动时, 度/分辨率范围(从69Hz/20nVRM至3.5kHz/2 TuRMS) 变换时间变为toNv=40000OSR/ fOss(单位为m) 可供选择。在一次新选择之后的第一个变换是有效第一个零值仍位于8/co0N 的,并在新选择的速度/分辨率条件下执行。 BUSY(引脚15):变换进行指示器。为了与LT2410 XT(引脚10):内部/外部SCK选择引脚。该引脚兼容,该引脚应与地相连。当变换在进行之中时, 用来选择用于数据输出的内部或外部SCK如果该引脚为高电平,若走低则表示变换已完成且数据 EXT被连接至低电平(与LTC2410引脚兼容),则该已准备就绪。在睡眠和数据输出状态下,该引脚保 器件处于外部SCK模式,且数据在用户施加的串行持低电平。当数据输出状态结束时,该引脚走高 时钟的控制下移出器件。如果EXT被连接至高电平,表示一个新的变换已经开始。 则选择的是内部串行时钟模式。器件将生成自己的 2440f LEAD LTC2440 功能方框图 OSCILLATOR AUTOCALIBRATION AND CONTROL (INT/EXT) 三 SDO SCK SERIAL DECIMATING FIR INTERFACE SDI BUSY DAC REF REF 图1:功能方框图 测试电路 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 应用信息 变换器工作 CONVERT 变换器工作周期 LTC2440是一种具有一个简单易用的三线式串行 接口的高速ΔΣ模数变换器(见图1)°其工作包括 种状态。变换器工作周期始于变换操作,随后是低 FALSE/ CS=LOW 功耗睡眠状态’最终是数据输出(见图2)。三线式接 SCK_I 口由串行数据输出(SDO)、串行时钟(SCK)和芯片选 TRUE 择(CS)所组成°接口丶定时、工作周期和数据输出 DATA OUTPUT 格式均与LTC2410兼容。 图2:LTC2440的状态转换示意图 2440 NEAR TECHN○LoGY 9 TC2440 应用信息 开始,LTC2440执行变换操作。一旦变换完上电时序 成,则器件进入睡眠状态。在睡眠状态下’功耗降 至10uA以下。只要CS为高电平,则器件将保持睡 当电源电压Vc降至约2.2V以下时,LTC2440 自动进入内部复位状态。这一特点保证了变换结果 眠状态。当变换器处于睡眠状态时,变换结果无限 和串行接口模式选择的完整性 期地保留在一个静态移位寄存器中 当Vc电压升至该临界门限值以上时,该变换 旦CS被拉至低电平,则器件开始输出变换结 器将生成一个持续时间约0.5ms的内部上电复位 果。变换结果中没有等待时间。数据输出对应于刚 (POR)信号。POR信号将所有的内部寄存器清零。在 刚完成的变换。该结果在串行时钟(SCK)的控制下 POR信号之后,LTC2440开始一个正常的变换周期 移出串行数据输出引脚(SDO)。数据在SCK脉冲的 并按照上述的一系列状态进行操作。如果电源电压 下降沿被更新’使得用户能够可靠地将数据锁定于 在POR时间间隔结束之前恢复至工作电压范围之内 SCK脉冲的上升沿(见图3)。当从ADC读出了32 (45V至55V)·则POR信号之后的第一个变换结果 个位或当CS被拉至高电平时,数据输出状态终止 该器件自动启动一个新的变换’上述循环周而复在器件的规格之内是准确的。 始 基准电压范围 LTC2440通过对CS丶SCK和EXT引脚的定时控 该变换器采用了一个真正的差动外部基准电 制可提供几种灵活的操作模式(内部或外部SCK)。压。REF+和REF引脚的绝对/共模电压规格适用于 这些模式不需要对配置寄存器进行设置,而且它们从GND至Vcc的整个范围。为了实现正确的变换器 不会干扰上述的循环操作。有关这些操作模式的详操作,REF+引脚电压必须始终比REF引脚电压正 细说明请参阅“串行接口定时模式”部分 LTC2440可采用一个01V至Vce的差动基准电 使用容易 压。变换器输岀噪声由前端电路的热噪声所决定 这样,其单位为mV的数值相对于基准电压几乎是恒 LT2440的数据输出没有等待时间、滤波器稳定 定的。基准电压的下降将不会显著提高变换器的有 延迟或与变换周期相关联的多余数据。在变换与输 效分辨率。而另一方面,基准电压的降低将会改善 出数据之间存在著一对一的对应关系。因此,多个变换器的总体NL性能。 模拟电压的复用是容易的。速度/分辨率调整可在没 有稳定误差的情况下在两个变换之间无缝进行。 输入电压范围 LT℃2440每个变换周期都要进行失调和满量程校 模拟输入是真正的差动信号,并具有用于I和 准。对用户而言,该校准是透明的,且对上述循环N输入引脚的GND-03V至Vc+03V的绝对/共 操作没有影响。进行连续校准的长处在于能够获得模范围°在这些界限之外,FSD保护器件开始接通 相对于时间丶电源电压变化和温度漂移的极其稳定而且’由输入漏电流引起的误差迅速增加。在这些 的失调和满量程读数。 界限之内,LTC2440对双极差动输入信号VN=IN+ IN(-FS=-0.5·VREF至+FS=0.5·VREF)进行变 换,其中,VREF=REF+-REFˉ。在该范围之外,变 换器采用不同的输出代码来指示过量程或欠量程状 态 244 10 LEAD