自推出以来，LTC2400的性能和易用性已经将设计数字转换器的方法转变为各种系统。LTC2400与传统高分辨率adc的不同之处在于，它能够实现许多传感器的直接数字化，其中包括:

• 超低偏置(1ppm)，偏置漂移(0.01ppm/°C)，满量程误差(4ppm)和满量程漂移误差(0.02ppm/°C)，无需用户校准

• 在整个工作温度范围内，绝对精度通常小于10ppm(线性度+偏置+满量程+噪声)

• 易用性(8引脚，无配置寄存器，内部振荡器和无延迟转换)

• 低噪声，宽动态范围(0.3ppm(RMS)， V(REF) = V(CC) = 5V-21.6有效位分辨率)

本文介绍了两种基于LTC2400技术的新产品。这两个部件都采用微小的10针MSOP封装。它们包括满量程和零量程设置输入，用于消除系统偏移/满量程误差。LTC2401是单端1通道器件。LTC2402是一款具有自动乒乓通道选择功能的双通道器件。

这些器件的绝对精度和近零漂移使许多新的应用成为可能，其中四种在这里提出。第一个应用使用1通道器件(LTC2401)的满量程和零量程设置输入来数字化半桥传感器。第二种是热电偶数字化仪，采用LTC2402的自动乒乓通道选择，采用数字冷端补偿方案，简化光耦合隔离。第三种结合了LTC2402的乒乓通道选择，绝对精度和优秀的抑制成伪差分桥式数字化仪。最后的应用使用LTC2402对RTD温度传感器进行数字化，并使用第二通道和欠量程功能消除由于长引线引起的压降误差。

带参考和接地传感的单端半桥数字化仪

传感器将现实世界的现象(温度、压力、气体水平等)转换成电压。通常情况下，电压是通过激励电流通过传感器产生的。该激励电流也流过导线寄生电阻R(P1)和R(P2)(见图1)。这些寄生电阻上的电压降导致系统失调和满量程误差。

为了消除与这些寄生电阻相关的误差，LTC2401/LTC2402包括一个满量程设置输入(FS (set))和一个零量程设置输入(ZS (set))。如图2所示，FS (SET)引脚充当满量程感测输入。由于与半桥传感器串联的寄生电阻R(P1)引起的误差由FS (SET)输入到ADC消除。ADC的绝对满量程输出(数据输出= FFFFFF(HEX))将发生在V(IN) = V(B) = FS (SET)(见图3)。同样，由于R(P2)引起的偏移误差被地感输入ZS (SET)去除。ADC的绝对零输出(数据输出= 000000(HEX))发生在V(IN) = V(A) = ZS (SET)。寄生电阻R(P3) -R (P5)由于管脚FS (SET)， ZS (SET)和V(IN)的1nA (type)漏电流而具有可忽略不计的误差。宽动态输入范围(- 300mV至5.3V)和低噪声(0.6ppm(RMS))使LTC2401能够直接数字化桥式传感器的输出。

数字冷端补偿

为了用热电偶测量绝对温度，必须进行冷端补偿。LTC2402实现简单的数字冷端补偿。一个通道测量热电偶的输出，而另一个通道测量冷端传感器二极管、热敏电阻等的输出(见图4)。

CH0(热电偶)和CH1(冷端)之间的选择是自动的。LTC2402在两个输入通道之间交替转换，并在数据输出字中输出与所选通道对应的位。通过消除通道选择输入引脚，简化了用户界面。因此，LTC2402是执行隔离测量的系统的理想选择;它只需要两个光隔离器(一个用于串行数据输出，一个用于串行数据输出时钟)。

传统的得尔塔-西格马 adc很难实现两个输入通道之间的交替转换。这些器件每次输入通道切换时都需要3-5个转换周期。另一方面，LTC24xx系列采用了与其他得尔塔-西格马转换器完全不同的架构。这将导致无延迟的单周期解决。LTC2402能够在两个交替通道之间进行连续转换，而不会增加传统得尔塔-西格马转换器的复杂性。

伪微分的应用程序

通常，系统设计者选择完全差分拓扑有几个原因。首先，4线或6线桥的接口很简单(它有差分输出)。其次，需要良好地抑制线频噪声。第三，传感器的输出通常是位于大共模电压上的小差分信号;因此，需要对与共模输入电压无关的差分信号进行精确测量。由于上述任何原因，目前使用全差分-数字转换器的许多应用可以迁移到使用LTC2402的伪差分转换。

直接连接到全桥

LTC2402直接连接4线或6线桥(见图5)。与LTC2401一样，LTC2402包括FS(SET)和ZS(SET)引脚，用于直接感知桥上的激励电压。这消除了由于激励电流流过寄生电阻(R(P1) -R (P4))而产生的误差。LTC2402还包括两个单端输入通道，可以直接连接到桥的差分输出。两个转换结果可以数字相减，得到微分结果。

噪音抑制

LTC2402单端抑制线频(50Hz/60Hz±2%)及其谐波均优于110dB。由于该器件执行两个独立的单端转换器，每个转换器都具有>110dB抑制，因此总体共模和差分抑制远优于其他差分得尔塔-西格马转换器中典型的80dB抑制。

除了出色地抑制线频干扰外，由于LTC2402采用了4阶sinc滤波器(见图6)，它还在很宽的频率范围内表现出出色的单端噪声抑制能力。每个单端转换器都能独立地抑制高频噪声(>60Hz)。必须注意确保频率低于15Hz和ADC采样率倍数(15.6kHz)的噪声不存在。对于这种应用，建议将LTC2402放置在靠近桥式传感器的位置，以减少应用于ADC输入的噪声。通过执行三个连续转换(CH0-CH1-CH0)，可以测量和数字补偿漂移和低频噪声。

位于大共模电压上的小差分信号

LTC2402的绝对精度(总误差<10ppm)能够非常精确地测量位于大电压上的小信号。LTC2402执行的两个伪差分测量中的每一个都是绝对准确的，与电桥的共模电压输出无关。通过数字减去两个单端转换结果得到的伪微分结果精确到器件噪声级乘以根号2(3µV(RMS)·√)以内2)，与共模输入电压无关。

通常，桥式传感器输出2mV/V满量程。在5V激励下，这转化为10mV的满量程输出。除以LTC2402的RMS噪声，该电路产生2357个计数，没有平均或放大。如果需要更多的计数，可以对几个转换取平均值。有效计数数增加√2平均水平每增加一倍。例如，要获得10,000个计数，应该取16个平均值。

为了实现更多的计数，可以在LTC2402前面放置一个LT1126低噪声双运放，如图7所示。本设备的噪声性能为2.6nV/√赫兹． 增益为100时，LTC2402的输入参考噪声贡献小于50nV(RMS)。

RTD温度数字化仪

用于远程温度测量的RTD通常在ADC和RTD传感器之间有很长的引线。由于与RTD互连中的激励电流，这些长引线导致寄生电压降。可以使用LTC2402测量和数字消除该电压降，如图8所示。

激励电流(通常为200µA)从ADC基准通过长引线流向远程温度传感器(RTD)。该电流应用于RTD，其电阻随温度变化(100欧姆-400欧姆适用于0°C至800°C)。相同的激励电流流回ADC地，并在返回引线上产生另一个电压降。为了获得精确的温度测量，必须测量这些电压降并从转换结果中去除。假设前进和返回路径的电阻大致相同(R1 = R2)，则LTC2402上的第二个通道(CH1)可以测量此下降。然后用简单的数字校正消除这些误差。

CH0上第一次转换的结果对应于V(RTD) + R1·I(励磁)的输入电压。第二次转换(CH1)的结果是-R1·I(激发)。请注意，LTC2402的输入范围不限于供电轨;它有超射程和超射程的能力。器件的输入范围为-300mV至FS(SET) + 300mV (D(OUT)包括一个符号位，表示负输入)。加上两个转换结果，RTD引线上的电压降被取消，最终结果是V(RTD)。

结论

Linear Technology在其24位无延迟得尔塔-西格马 转换器系列中推出了两款新的转换器。该系列包括LTC2400(1通道，8引脚SO)， LTC2408(8通道，24位ADC)和LTC2401/LTC2402。每个设备具有优异的绝对精度，易于使用和接近零漂移。LTC2401/LTC2402还包括满量程设置(FS(set))和零量程设置(ZS(set))输入，用于消除由于系统电压降引起的误差。这些设备的性能，功能和易用性保证设计人员重新考虑其未来系统设计的精度能力。