当今的许多数据采集应用需要低功耗和/或遥感功能，同时占用最少的电路板空间。Linear Technology推出了一个引脚兼容的12位和16位a /D转换器系列，满足这些要求。这个新系列的旗舰器件是LTC1867。它由一个8通道输入多路复用器(MUX)，一个高性能和低功耗16位开关电容a /D转换器，一个简单的串行I/O组成，并适合一个小的16引脚窄SSOP封装(5mm × 6mm占地面积)。

产品特性

• 采样率:200ksps (LTC1867);175ksps (LTC1867L)

• 16位无缺失代码

• 8个单端或4个差分通道

• SPI/MICROWIRE 串行I/O

• 机载或外部参考

• 低功耗工作:1.3mA (LTC1867);0.75 ma (LTC1867L)

• 自动午睡和睡眠模式

• 16针窄SSOP封装

表1列出了这款新型高性能A/D转换器系列的四个成员之间的差异。元件按电源电压和分辨率分类。16位LTC1867和12位LTC1863在单个5V电源上工作，采样速度为200ksps。LTC1867L和LTC1863L分别采用与LTC1867和LTC1863相同的特性，工作在降低的3V电源上。LTC1867L和LTC1863L关键规格保证2.7V工作。此外，所有四个部分都提供自动Nap模式，Sleep模式，单极和双极操作，以及内部带隙参考。图1显示了LTC1867/LTC1863的框图。

MUX配置

8通道输入多路复用器可以选择4个差分对，8个单端，7个单端通道与COMMON引脚(引脚8,CH7/COM充当COMMON MINUS)或其组合。这些配置由表2中通过SDI/SCK串行端口定义的7位输入字设置。对偏置和增益误差的通道间匹配非常好。对于LTC1867，偏置误差匹配和增益误差匹配都指定为±2LSB(最大值)。通道间的串扰通常优于110dB。图2说明了8通道MUX的灵活性。

单极和双极模式

这些A/D转换器可以采样正输入(+V(IN))和负输入(-V (IN))的差异在同一时刻在单极或双极模式取决于输入字的UNI位。对于LTC1867和LTC1863，输入范围(即+V(IN)减去-V (IN))在单极模式下为0V至4V，在双极模式下为±2V。例如，在单极模式下，如果-V (IN)连接到地，+V(IN)可以从0V摆动到4V，如果-V (IN)连接到双极模式下的2.5V， +V(IN)可以从0.5V摆动到4.5V。

图3描述了LTC1867的单极和双极操作。在图3的上半部分，LTC1867在通道1 (CH1)上采样并数字化从0V到4V的正弦波，并在通道0 (CH0)上测量2.5V的直流电压，都是在单极模式下。在图3的下半部分，ADC对CH0和CH1执行双极操作，反之亦然。在这些条件下，应用于ADC的差分输入信号超过了双极输入范围±2V。例如，在CH0 - CH1的情况下，由此产生的数字化输入范围将为-1.5V至2.0V。

在单极和双极操作中，+V(In)和-V (In)同时采样;所以两个输入端的共模噪声被真正的差分输入所抑制。在单极模式下，LTC1867的+V(In)范围为0V ~ V(DD)， -V (In)范围为0V ~ V(DD)/2。一些与之竞争的设备只允许负输入达到地面上几百毫伏到一伏特。通过比较，LTC1867在负输入上提供大约两倍的范围。这使得LTC1867成为可以存在大共模电压的远程应用的绝佳选择。在双极模式下，+V(In)和-V (In)都可以接受0V ~ V(DD)的信号。

简单串行I/O允许易于隔离或远程应用程序

LTC1867及其其他系列成员采用的串行I/O与行业标准SPI/MICROWIRE接口兼容。移位时钟(SCK)同步数据传输，在发送和接收系统中，每个比特在SCK下降沿上传输，在SCK上升沿上捕获。转换完成后，通过SDI/SCK端口将输入字移位到ADC，同时通过SDO/SCK端口释放数据位。A/D转换器在输入7位输入字后开始采集输入信号。这些adc有一个内部修整的转换时钟，允许采样频率接近DC而不影响转换结果。4线接口允许LTC1867及其同类产品很好地适应隔离或远程应用程序。

出色的直流和交流性能

LTC1867在5V电源下工作，采样率高达200ksps，提供16位，无丢失代码性能，准确的INL规格为单极模式下±2LSB(max)，双极模式下±2.5LSB(max)。LTC1867与输出代码的典型INL和DNL图如图4和图5所示。这种性能是通过电容器匹配实现的，随着时间和温度的变化，电容器匹配非常稳定。

除了出色的直流性能外，LTC1867还具有非常好的交流性能。当输入范围为4V时，信噪比(SNR)通常为89dB，当外部参考电压5V加到REFCOMP引脚(将V(REF)引脚压至0V以关闭内部参考缓冲器)时，信噪比(SNR)提高到90.5dB。

内部参考

该系列具有片上温度补偿，曲率校正，带隙参考，LTC1867和LTC1863的工厂调整为2.5V, LTC1867L和LTC1863L的工厂调整为1.25V。参考电路内部连接到参考放大器，可在V(REF)(引脚10)处使用。LTC1867和LTC1863中的6k欧姆电阻器(LTC1867L和LTC1863L的3k欧姆电阻器)与输出串联，因此如果需要更好的漂移和/或精度，它可以很容易地由外部参考过度驱动，如图6所示。参考放大器在REFCOMP(引脚9)处获得1.638至4.096V的V(REF)电压。参考放大器补偿引脚REFCOMP必须用10μF的陶瓷或钽并联0.1μF的陶瓷旁路，以获得最佳噪声性能。

低功耗提高电池寿命

LTC1867和LTC1863在200ksps的采样率下仅消耗1.3mA。随着采样频率的降低，具有自动Nap功能的转换器使用更少的电源电流。例如，在100ksps和10ksps的采样频率下，器件的功耗分别为760μA和200μA。

自动小睡模式激活时CS/CONV脉宽大于A/D转换器的转换时间。转换完成后，器件自动进入Nap模式，并保持无电状态(ADC在Nap模式下的功耗为150μA)CS/CONV在转换后保持HIGH。然而，内部基准仍然有效，并提供2.5V输出。这样，LTC1867/LTC1863在下一次转换开始之前不需要额外的唤醒时间。图7显示了当使用该特性时，随着采样率的降低，电源电流是如何大大降低的。

adc也可以在长时间不活动期间进入休眠模式。在休眠模式下，内部基准也断电，从而减少到泄漏电流小于1μA。从休眠模式中唤醒的时间是由参考旁路电容器充电的速度决定的。唤醒时间可以通过V(REF)上的旁路电容和内部参考和V(REF)引脚之间的片上电阻的值来估计。对于16位LTC1867L，唤醒时间估计为:

(电阻值)·(旁路电容值)·(需要稳定到16位精度的时间常数数)

或(3k·2.2μF·11)。

通常在V(REF)和REFCOMP引脚上使用2.2μF和10μF的旁路电容，这对于LTC1867L来说大约需要80ms。但是，如果使用外部参考，则唤醒时间小于10ms。

当CS/CONV脉冲短于转换时间，adc保持上电状态，自动小睡模式未激活。在此配置中，数字输出SDO在转换完成后变为活动的。图8和图9显示了上述两种情况的时序图。

结论

LTC1867系列在狭窄的16引脚SSOP封装中包含8通道输入多路复用器，低功耗A/D转换器，串行I/O和内部参考。这些完整的A/D转换器具有出色的直流和交流性能，并配备了自动午睡和睡眠模式以降低功率，可用于许多空间敏感以及低功耗应用。