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

审核编辑：郭婷