1.25Msps 12位A/D转换器降低功耗和尺寸

dave thomas 和 kevin hoskins
到目前为止,高速系统设计人员在选择1msps 12位a/d转换器时不得不妥协。虽然混合动力车通常具有最佳性能,但它们体积大,耗电(~1w)且价格昂贵(>100美元)。一个 很少有制造商提供单片,但它们会损害交流或直流性能。
现在情况发生了变化。新型 ltc1410 单片式 1.25msps 12 位 adc 的性能优于混合型单片式 adc,具有单片式器件的功耗、尺寸和成本。
ltc1410 的一些主要优势包括:
1.25毫秒吞吐速率
全差分输入
60db 共模抑制比,在 1mhz 时保持恒定
低功耗:160mw (典型值),采用 ±5v 电源供电
“即时开启”午睡和微功耗睡眠关断模式
小型封装:28 引脚 so
ltc1410 的特性可提高当前数据采集系统的性能并降低其成本,并优化新的应用。
高精度转换:交流或直流
在图 1 中,ltc1410 将一个宽带宽差分采样保持 (s/h) 与一个极快的逐次逼近寄存器 (sar) adc 和一个片内基准相结合。它们共同提供非常高水平的交流和直流性能。
图1.ltc1410 具有一个真差分 s/h 以及卓越的带宽和 cmrr。
adc的s/h决定了其整体动态性能。ltc1410 的 s/h 具有一个非常宽的带宽 (20mhz),并针对 84khz 奈奎斯特带宽产生非常低的总谐波失真 (–625db)。
重要的直流规格包括出色的差分线性误差 ≤0.8lsb、线性误差 ≤0.5lsb,并且在整个温度范围内无失码。片内曲率为10ppm/°c的校正2.5v带隙基准可确保在整个温度范围内的低漂移。
如果应用需要外部基准,则很容易过驱片内基准的2kω输出阻抗
重要的多路复用应用
ltc1410 的高转换速率允许非常高的采样速率多路复用系统。s/h 的高输入阻抗消除了由多路复用器的开关电阻引起的直流误差。此外,ltc1410 的低输入电容可确保 100ns 的快速采集时间 -- 即使具有高源阻抗。
电信的理想选择
hdsl、adsl 和调制解调器等电信应用需要高水平的动态性能。采样adc动态性能的一个关键指标是其信噪比加失真比(sinad)。ltc1410 的最小 sinad 为 72db 或 11.67 有效位数 (enob),最高输入频率为 100khz。在奈奎斯特频率(625khz)下,sinad仍然是一个稳健的70db。图 2 显示,ltc1410 能够对信号进行远高于奈奎斯特速率的欠采样。
图2.宽带s/h捕获的信号远远超过奈奎斯特。
差分输入抑制噪声
ltc1410 的差分输入非常适合于其所需信号必须与 emi 噪声竞争的应用。ltc1410 的差分输入提供了一种抗噪声的新方法。
图3a显示了一个单端采样系统,其精度受接地噪声限制。当单端信号施加到adc的输入时,接地噪声直接添加到施加的信号中。虽然滤波器可以降低这种噪声,但这不适用于与输入信号相同频率的带内噪声或共模噪声。然而,图 3b 显示了 ltc1410 如何提供缓解。由于其出色的 cmrr,ltc1410 的差分输入可抑制接地噪声,即使其频率与所需的输入频率相同。此外,ltc1410 的宽带 cmrr 可以消除极其宽带的噪声,如图 4 所示。
图 3a.输入信号受到单个输入adc的接地噪声污染。
图 3b.ltc1410 的差分输入可抑制共模噪声并保留输入信号。
图4.ltc1410 可抑制高达 10mhz 及更高频率的共模噪声。
低功耗应用
具有有限功率预算的高速应用将极大地受益于 ltc1410 的 160mw 低功耗。通过使用电源关断模式、nap 和 sleep,可以进一步降低功耗。
nap 可将功耗降低 95% (至 7.5mw),仅由内部基准供电。“唤醒”时间非常快,为200ns。最新的转换数据仍然可以访问,cs 和 rd 仍然控制输出缓冲区。nap 适用于那些需要在非活动期后立即进行转换的应用程序。
睡眠可将功耗降至 5μw 以下。它对于必须最大限度地节省功耗的应用非常有用。sleep 模式关断所有偏置电流,包括基准电压源。睡眠模式唤醒时间取决于基准补偿电容的尺寸。采用推荐的10μf电压时,唤醒时间为10ms。通常,nap 模式用于短于 10ms 的非活动时段,而 sleep 模式用于较长的时段。
结论
新型 ltc28 采用 1410 引脚 so 封装,专为许多高速动态采样应用(包括 adsl、压缩视频和动态数据采集)而优化


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