
使用PC板。接地針腳(針腳4)應(yīng)系緊直接接地平面,最小引線長度(a低調(diào)的插座是可以的)。圖7顯示了雙面板的理想LTC1292/LTC1297接地層設(shè)計。當(dāng)然,這么多的地面飛機(jī)不會總是可能的,但是用戶應(yīng)該努力接近為了這個理想。
旁路
為了獲得良好的性能,VCC必須沒有噪音和漣漪。有關(guān)VCC電壓的任何變化在轉(zhuǎn)換周期內(nèi)接地可能會導(dǎo)致錯誤或輸出代碼中有噪音。VCC噪聲和紋波可以保持通過將VCC引腳直接旁路至鉭含量至少為22μF的模擬接地層電容器和引線盡可能短。線索從設(shè)備到VCC電源也應(yīng)保持在最小值,VCC電源應(yīng)具有低輸出阻抗,如從電壓調(diào)節(jié)器獲得的阻抗(例如LT323A)。對于高頻旁路,0.1μF與22μF平行放置的陶瓷盤推薦。同樣,導(dǎo)線應(yīng)保持在最小值。圖8和圖9顯示了good和VCC旁路不良。
模擬輸入
因?yàn)殡娙菰俜峙銩/D轉(zhuǎn)換所使用的技術(shù),LTC1292的模擬輸入/LTC1297具有電容開關(guān)輸入電流峰值。這些電流尖峰很快穩(wěn)定下來,不會導(dǎo)致問題。如果使用大的源電阻或速度慢穩(wěn)定的運(yùn)算放大器驅(qū)動輸入,注意確保電流尖峰引起的瞬變完全消失在轉(zhuǎn)換開始之前。

源電阻
LTC1292/LTC1297的模擬輸入看起來像100pF電容器(CIN)與500Ω電阻器(RON)串聯(lián)(圖10a和10b)。CIN在(+)和之間切換(–)在每個轉(zhuǎn)換周期中輸入一次。大外部源電阻和電容會降低輸入的設(shè)置。重要的是整個RC時間常數(shù)足夠短,以允許模擬輸入在允許的時間內(nèi)完全解決。“+”輸入設(shè)置LTC1292的輸入電容器切換到在采樣階段輸入“+”(tSMPL,見圖11a,11b和11c)。采樣周期可短至tWHCS+1/2 CLK循環(huán)或與tWHCS+1 1/2 CLK循環(huán)一樣長在轉(zhuǎn)換開始之前。這種可變性取決于其中CS相對于CLK下降。“+”輸入端的電壓必須在樣品期內(nèi)完全沉淀。最小化RSOURCE+和C1將改善沉降時間。如果大“+”輸入源必須使用電阻,采樣時間可以通過使用較慢的CLK頻率來增加。和最短采樣時間為3.0μs,RSOURCE+<2.0kC1<20pF將提供足夠的沉降時間。

LTC1297的采樣周期從下降開始CS的邊緣和第一個CLK的下降邊緣結(jié)束(圖12)。采樣周期的長度為tsuCS+0.5CLK循環(huán)。同樣,“+”輸入端的電壓必須穩(wěn)定完全在樣品期內(nèi)。如果輸入“+”大必須使用源電阻,采樣時間可以通過使用較慢的CLK頻率或增加


tsuCS。最短采樣時間為6μs,RSOURCE+<5k和C1<20pF將提供足夠的穩(wěn)定時間。一般情況下,LTC1292和LTC1297保持總阻力和總阻力的乘積電容小于tSMPL/9。如果這種情況不能met,然后使C1>0.47μF(參見RC輸入濾波第節(jié))。
“–”輸入設(shè)置
在采樣階段結(jié)束時,輸入電容器切換到“–”輸入,轉(zhuǎn)換開始(參見圖11a,11b、11c和12)。在轉(zhuǎn)換過程中,“+”輸入電壓被采樣保持有效地“保持”并且不會影響轉(zhuǎn)換結(jié)果。至關(guān)重要的是

“–”輸入電壓無噪聲,完全穩(wěn)定在轉(zhuǎn)換的第一個CLK循環(huán)期間。最小化RSOURCE–和C2將改善沉降時間。如果大“–”輸入源電阻必須使用的時間可以通過使用較慢的CLK頻率進(jìn)行擴(kuò)展。最多的時候CLK頻率為1MHz,RSOURCE–<250Ω和C2<20pF將提供足夠的沉降。
輸入運(yùn)算放大器
當(dāng)用運(yùn)算放大器驅(qū)動模擬輸入時重要的是運(yùn)算放大器在允許的時間內(nèi)穩(wěn)定下來(見圖11a、11b、11c和12)。再說一遍“+”和“-“輸入采樣時間可按說明延長以適應(yīng)較慢的運(yùn)算放大器。大多數(shù)運(yùn)算放大器包括LT1797和LT1677單電源運(yùn)算放大器即使使用最小沉降量也能使沉降良好對于LTC1292,窗口為3.0μs,對于LTC1297(“+”輸入)和1μs(“–”輸入)最大時鐘頻率為1MHz。圖13和14顯示適當(dāng)和較差的運(yùn)算放大器設(shè)置的例子。

RC輸入濾波
可以用RC網(wǎng)絡(luò)過濾輸入如圖15所示。對于較大的CF值(例如1μF),則電容輸入開關(guān)電流被平均到一個網(wǎng)絡(luò)中直流電流。濾波器應(yīng)選用小電阻和大電容器,以防止直流電壓降過電阻器。直流電流的大小約為IDC=100pF×VIN/tCYC,與VIN大致成比例。什么時候?以最小周期運(yùn)行LTC1292(LTC1297)時間為16.5μs(20μs),輸入電流等于30μA(25μA)在VIN=5V時。此時4Ω(5Ω)的濾波電阻將導(dǎo)致0.1LSB滿標(biāo)度誤差。如果一個大的濾波電阻必須使用,可以通過增加典型性能所示的循環(huán)時間最大濾波電阻與周期的特性曲線時間。

輸入漏電流
輸入漏電流也會在源阻力太大了。例如,最大輸入流經(jīng)源的1μA泄漏規(guī)格1k電阻會導(dǎo)致1mV或8磅。這種誤差在較低的情況下會大大減少因?yàn)樾孤┭杆傧陆担ㄒ姷湫洼斎胄诺佬孤┬阅芴匦郧€電流與溫度)。
抽樣保留
單端輸入
LTC1292/LTC1297在+in輸入端為采集的信號提供一個內(nèi)置的采樣和保持(S&H)功能在單端模式下(–針腳接地)。采樣和保持允許LTC1292/LTC1297快速轉(zhuǎn)換變化信號(見典型性能特征S&H采集時間與源電阻的曲線)。這個輸入電壓在tSMPL時間內(nèi)采樣,如圖所示在圖11中。采樣間隔從上升開始LTC1292的CS邊緣和CS下降邊緣對于LTC1297,一直持續(xù)到轉(zhuǎn)換開始前CLK。在這個下降的邊緣S&H進(jìn)入保持模式,轉(zhuǎn)換開始。
差分輸入
有了差分輸入,a/D不再轉(zhuǎn)換單個但是轉(zhuǎn)換兩個電壓之間的差。對+IN引腳上的電壓進(jìn)行采樣并保持快速時變的,如單端模式。電壓在–IN銷上必須保持恒定且無噪音在整個轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生漣漪。否則差分運(yùn)算不能準(zhǔn)確地進(jìn)行。這個轉(zhuǎn)換時間為12 CLK周期。因此在這段時間內(nèi)輸入電壓會導(dǎo)致轉(zhuǎn)換錯誤。對于輸入端的正弦電壓輸入此錯誤為:

其中f(–IN)是–IN輸入電壓的頻率,VPEAK是其峰值振幅,fCLK是克萊克。通常情況下,錯誤并不重要。對于60Hz輸入端的信號產(chǎn)生0.25LSB的誤差(300μV)當(dāng)轉(zhuǎn)換器以CLK=1MHz運(yùn)行時,其峰值必須是66mV。重新安排上述內(nèi)容方程式最大正弦信號數(shù)字化到給定精度的公式如下:

對于0.25LSB誤差(300μV),最大輸入正弦曲線開關(guān)電容轉(zhuǎn)換技術(shù)產(chǎn)生的開關(guān)電流(見圖16)。在每個位測試期間轉(zhuǎn)換(每個CLK周期)的電容電流A/D將在參考引腳上產(chǎn)生尖峰。這些電流尖峰很快穩(wěn)定下來,不會導(dǎo)致問題。如果慢沉降電路用于驅(qū)動參考輸入,注意確保瞬態(tài)由于這些電流尖峰在轉(zhuǎn)換的每一位測試5V峰值振幅可數(shù)字化為0.8Hz。
參考輸入
LTC1292參考輸入端的電壓/LTC1297確定A/D轉(zhuǎn)換器的電壓范圍。參考輸入具有瞬態(tài)電容性

圖17和18顯示了適當(dāng)和沉降差。使用較慢的CLK將允許更多的時間以供參考結(jié)算。即使在最高時鐘1MHz的速率大多數(shù)參考和運(yùn)算放大器可以使其在1μs位時間內(nèi)沉降。例如LT1790將充分解決。
簡化參考操作
LTC1292/LTC1297的有效分辨率可以通過減小轉(zhuǎn)換器的輸入范圍來增加。LTC1292/LTC1297具有良好的線性在一個參考電壓范圍內(nèi)(見線性度與參考電壓)。由于LSB降低,在低VREF值下操作時必須小心步長和由此產(chǎn)生的更高精度要求放在轉(zhuǎn)換器上。偏移和噪聲是影響因素在低VREF下運(yùn)行時必須考慮這一點(diǎn)價值觀。VREF的內(nèi)部引用已綁定到GND引腳。從GND引腳到接地層將導(dǎo)致增益誤差。減小VREF的偏移量LTC1292/LTC1297的偏移量影響較大A/D操作時的輸出代碼降低參考電壓。偏移量(通常是固定電壓)變?yōu)楫?dāng)LSB的大小減小時。典型的未調(diào)整的偏移誤差與參考電壓的性能特性曲線顯示了偏移量的大小LSB與參考電壓有關(guān),為典型值關(guān)于VOS。例如0.1mV的VOS,即0.1LSB在5V的情況下,參考電壓變?yōu)?.4LSB,電壓為1.25V參考。如果此偏移量不可接受,則可以通過接收系統(tǒng)或偏移LTC1292/LTC1297的輸入進(jìn)行數(shù)字校正。
降低VREF的噪聲
LTC1292/LTC1297的總輸入?yún)⒖荚肼暱墒褂玫仄矫妫己玫呐月罚己玫牟季旨夹g(shù)關(guān)于輸入和最小化噪聲。這個噪聲在5V參考輸入下是微不足道的,但是成為LSB的一個更大的部分作為LSB的大小減少了。典型的性能特征噪聲誤差與參考電壓的關(guān)系曲線顯示200μV噪聲的LSB貢獻(xiàn)。對于5V參考電壓下的操作,200μV噪聲為峰間只有0.16LSB。這里是LTC1292/LTC1297噪音幾乎不會對輸出代碼。對于減少的參考,噪聲可能成為LSB的重要組成部分輸出代碼中不需要的抖動。例如,使用在1.25V參考電壓下,該200μV噪聲的峰間為0.64LSB。這將減小輸入電壓的范圍通過它可以獲得穩(wěn)定的輸出代碼0.64磅。現(xiàn)在,平均讀數(shù)可能是必要的。這些噪音數(shù)據(jù)是在一個非常干凈的測試夾具中采集的。任何設(shè)置引起的噪聲(VCC、VREF上的噪聲或波紋或VIN)會增加內(nèi)部噪音。越低的參考電壓越高有一個無噪音的設(shè)置。減小VREF導(dǎo)致的增益誤差LTC1292/LTC1297的增益誤差很好在廣泛的參考電壓范圍內(nèi)。錯誤在典型性能中看到的組件增益誤差與參考電壓的特性曲線變化是由于GND引腳上的電壓降引起的從設(shè)備到地平面。盡量減少這種情況錯誤LTC1292/LTC1297應(yīng)直接焊接到PC板上。內(nèi)部參考點(diǎn)因?yàn)閂REF與GND相連。GND引腳是否有電壓降使參考電壓,在裝置內(nèi)部,小于外部應(yīng)用的值(圖19)。這個由于引腳的乘積,壓降通常為420μV電阻(RPIN)和LTC1292/LTC1297電源電流。

例如,當(dāng)VREF=1.25V時,這將導(dǎo)致在增益誤差與增益誤差相差-1.0LSB時VREF=5V測量。LTC1292交流特性兩個常用的優(yōu)點(diǎn)數(shù)字,用于指定數(shù)字信號中A/Ds的動態(tài)性能處理應(yīng)用是信噪比(SNR)和“有效比特數(shù)(ENOB)。”SNR是基波的均方根值與所有非基波信號的均方根值高達(dá)奈奎斯特頻率(采樣頻率的一半)。正弦波的理論最大信噪比輸入由:信噪比=(6.02N+1.76dB)其中N是位的數(shù)目。因此信噪比取決于關(guān)于A/D的分辨率。理想的12位A/D信噪比等于74dB。快速傅里葉變換圖中顯示了LTC1292的輸出光譜圖在圖20a和20b中,輸入(fIN)頻率為1kHz和28kHz,采樣頻率(fS)為58.8千赫。測得的snr為73.0dB61.5分貝。通過重寫SNR表達(dá)式,可以獲得基于信噪比測量的等效分辨率。

這是有效位數(shù)(ENOB)。對于示例如圖20a和20b所示,N=11.8位和9.9位。圖21顯示了ENOB作為輸入頻率的函數(shù)。第二個諧波失真項(xiàng)解釋了ENOB as fIN接近fS/2。圖22顯示了應(yīng)用于A/D輸入的兩個音調(diào)。非線性在A/D中,會導(dǎo)致畸變產(chǎn)物的總和和基本原理和基本原理產(chǎn)品的不同頻率。這是經(jīng)典的說法作為互調(diào)失真(IMD)。


過電壓保護(hù)
將信號應(yīng)用于LTC1292/LTC1297的模擬超過正電源或低于正電源的輸入地面將降低A/D的精度,并可能損壞設(shè)備。例如這個條件如果信號被應(yīng)用于模擬輸入,則會發(fā)生在LTC1292/LTC1297通電之前。另一個例子是輸入源是從比LTC1292更有價值的不同供應(yīng)/
LTC1297。這些情況也應(yīng)加以預(yù)防通過適當(dāng)?shù)墓?yīng)順序或使用外部箝位或電流限制輸入源的電路。有兩種保護(hù)輸入的方法。在圖23中從VCC和GND的輸入端使用二極管夾。第二種方法是將電阻器與限流模擬輸入。將電流限制為每個通道15mA。+IN輸入可以接受一個電阻器值1k,但–IN輸入不能接受大于250Ω,當(dāng)其最大時鐘頻率為1兆赫。如果LTC1292/LTC1297在最大時鐘頻率和250Ω不足以電流限制輸入源,則鉗位二極管推薦(圖24a和24b)。原因電阻值的限制是MSB位測試受放置在–IN處的電阻值的影響輸入(參見關(guān)于模擬輸入和典型性能特性最大時鐘頻率vs源電阻)。
如果VCC和VREF沒有連接在一起,那么VCC應(yīng)該先打開,再打開VREF。如果這個序列不能met,建議將二極管從VREF連接到VCC(見圖25)。因?yàn)楠?dú)特的輸入保護(hù)結(jié)構(gòu)用于數(shù)字輸入引腳,這些引腳上的信號電平可以在不損壞設(shè)備的情況下超過設(shè)備VCC。

LTC1292的“快速查看”電路用戶可以快速了解LTC1292使用圖中的“快速查看”電路26VREF與VCC綁定。VIN應(yīng)用于+IN輸入輸入端連接到地平面。CS被驅(qū)動在1/32時鐘速率下由CD4520和DOUT輸出數(shù)據(jù)。DOUT管腳的輸出數(shù)據(jù)可以是在設(shè)置為觸發(fā)的示波器上查看CS下降沿(圖27)。注意LSB數(shù)據(jù)是在CS變高之前部分打卡。
LTC1297的“快速查看”電路類似于LTC1292的電路可以是用于LTC1297(圖28)。只有一次機(jī)會用與非門、電阻和電容產(chǎn)生滿足設(shè)置時間tsuCS。如果使用較慢的時鐘。當(dāng)CS變低的時候觸發(fā)。這將關(guān)閉LTC1297的時鐘固定的時間見tsuCS。時鐘一開始,杜特就開始了一次移動一點(diǎn)。CS以1/64的速度驅(qū)動時鐘速率為74HC393。的輸出數(shù)據(jù)可以在設(shè)置為的示波器上查看雙引腳CS下降沿觸發(fā)。見圖29。

光隔離溫度監(jiān)測器
通常需要放大傳感器輸出產(chǎn)生一個足夠大的信號來正確數(shù)字化。例如,J型熱電偶僅提供52μV/°C。LTC1050斬波器操作的5μV偏移amp產(chǎn)生的誤差小于0.1°C(圖31)。冷結(jié)補(bǔ)償由LT1025A提供。(更多詳情見LTC設(shè)計注釋5)。在光隔離接口中產(chǎn)生兩個信號從一開始。這允許一個兩線接口連接到LTC1292型。CLK IN輸入上的長高信號(>1ms)允許0.1μF電容器在CS高的情況下放電。這將重置下一次轉(zhuǎn)換的A/D。當(dāng)CLK在開始切換時,CS變低并保持在那里直到下一個在高時間延長時鐘。見圖30。


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