真正軌至軌、高輸入阻抗ADC簡化精確測量
高輸入阻抗和寬輸入范圍是人們最希望精確模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)具有的兩個特性,而 LTC2449 ΔΣ ADC可與幾個外部組件一起組成一個卓越的測量系統(tǒng),該系統(tǒng)具有非常高的輸入阻抗,而且輸入范圍超出電源軌范圍 300mV。
設(shè)計師可能會犧牲 LTC2449 的200nV 分辨率以換取更快的轉(zhuǎn)換率,但 LTC2449 可以確保高性能。它可同時具有 1ppm 線性度、200nV 輸入分辨率和 5V 輸入范圍。有 10 個濾波器過采樣率可用,數(shù)據(jù)速率范圍為每秒 6.8 次采樣到每秒 3500 次采樣。在數(shù)據(jù)速率為 6.8sps時,50Hz 和 60Hz 的通常模式抑制好于 87dB。所有 DC 規(guī)格對所有速度都保持不變,惟一有變化的規(guī)格就是分辨率。如此持久的高性能能夠簡化很多頗具挑戰(zhàn)性的應(yīng)用設(shè)計,如6 位電壓表、傳感器接口和工業(yè)控制等。此外,LTC2449 的數(shù)字接口和定時極為簡單,而且由于其無延遲架構(gòu),在掃描多個輸入通道時,無需擔心濾波器的穩(wěn)定時間。
解決常見問題
LTC2449 的一個獨特之處是,模擬輸入被發(fā)送到 MUXOUT 引腳,而外部緩沖器將這些信號與開關(guān)電容器ADC 的輸入隔離開來（如圖 1）。外部緩沖器通過多路復(fù)用器提供高阻抗,并將信號返回到模擬輸入。與集成式緩沖器相比,外部緩沖器有一個明顯的優(yōu)點,在采用合適的緩沖器電源電壓時,模擬輸入是真正軌至軌的,而且略超出軌至軌范圍。
LTC6241 是一個精確 CMOS 放大器,具有 1pA 偏流和令人印象深刻的 DC 規(guī)格：最大失調(diào)電壓為 125uV,典型開環(huán)增益為 160 萬倍。盡管在應(yīng)用中的失調(diào)規(guī)格不重要,因為 LTC2449 采用的多路復(fù)用器開關(guān)方法可以去掉失調(diào),但是高開環(huán)增益卻可確保 LTC2449 10ppm 的典型增益誤差不會增大。圖 1 顯示了如何恰當?shù)剡B接 LTC6241 與 LTC2449。該放大器的 0.01mF容性負載和補償網(wǎng)絡(luò)為 LTC2449 提供了一個電荷庫,以計算出 ADC 采樣電流的平均值,同時,2.5kΩ 的反饋電阻保持了 DC 的準確度。
LTC6241 具有軌至軌輸出級,輸入共模范圍為負電源電壓到比正電源低 1.5V 的電壓。由于實際上沒有軌至軌放大器能夠?qū)⑤敵隼脚c電源軌一樣高,所以采用了升壓型/負輸出穩(wěn)壓器 LT3472,從 5V 電源為該運放產(chǎn)生 -2.5V/+7.5V 電源。這個穩(wěn)壓器可以為確實需要擺動至電源軌的幾個放大器和其它電路提供足夠的電流。此外,LT3472 的 1.1MHz 開關(guān)頻率靠近 LTC2449 數(shù)字濾波器阻帶的中間部位。在使用內(nèi)部轉(zhuǎn)換時鐘時,阻帶中心點的頻率為 900kHz,而且中心點頻率不受所選速度模式的影響。
