目前，最快、性能最高的16位采样ADC采用Linear Technology的微型36引脚SSOP封装。它是LTC1604。该器件以333ksps的速度运行，并提供出色的直流和交流性能。LTC1604工作在±5V电源上，通常仅消耗220mW。它是一个完整的差分、高速、低功耗、16位采样ADC，不需要外部组件。LTC1604还提供NAP和SLEEP两种电源关闭模式，以减少非活动期间的功耗。这款333ksps的16位器件不仅提供了最佳混合器件的性能，而且还提供了低功耗、小尺寸、易于使用的界面和低成本的单片部件。这款新设备的一些主要功能包括:

• 333年过度增殖吞吐量

• 16位，无遗漏码，±2LSB INL

• 低功耗，断电

• 优良的交直流性能

• 小包装- 36针SSOP

LTC1604的这些特性可以简化、改进和降低当前数据采集系统的成本，并打开以前由于没有类似部件而无法实现的新应用程序。

快的体系结构

为了在16位水平上实现具有出色交流和直流性能的333ksps，需要仔细设计。图1 LTC1604的框图说明了该部分的设计。高性能差分采样保持电路，结合极快的连续逼近ADC和片上参考，提供了交流和直流性能的绝佳组合。数字接口允许轻松连接到微处理器，fifo或dsp。

出色的交流和直流性能

直流规格包括16位无漏码和±2LSB积分非线性误差。通过片上10ppm/°C(典型)曲率校正带隙基准，ADC的增益在温度上保持几乎恒定。图2和图3分别显示了LTC1604的INL和DNL误差图。

采样保持电路决定了ADC的动态性能。LTC1604具有宽带宽，极低失真，差分采样保持。采用快速傅立叶变换(FFT)测试技术测试LTC1604在额定吞吐量下的频率响应、失真和噪声。通过应用低失真正弦波并使用FFT算法分析数字输出，可以检查ADC的频谱内容，以确定除基频之外的频率。图4和图5分别显示了LTC1604在333ksps、f(IN) = 5kHz和100kHz时的优异交流性能。LTC1604的交流性能包括5kHz输入时的总谐波失真为-100dB, 100kHz输入时的总谐波失真为-94dB，采样保持的输入带宽为15MHz。

极低噪音

ADC的噪声可以用两种方法来评估:通过频域的信噪比(SNR)和时域的直方图。LTC1604在这两方面都很出色。图4显示LTC1604在频域的信噪比超过90dB。时域直方图中的噪声是与高分辨率ADC相关的过渡噪声，可以通过将固定的直流信号施加到ADC的输入端来测量。结果输出代码是通过大量转换收集的。编码分布的形状将表示过渡噪声的大小。在图6中，显示了已数字化4096次的直流输入的输出代码分布。其分布为高斯分布，编码过渡噪声的均方根值约为0.66LSB。相对于满量程，这相当于90.9dB的噪声级。当加上16位ADC的理论量化误差98dB时，产生的信噪比为90.1dB，这与频域测量结果非常相关。

差分输入忽略共模噪声

在许多系统中，将干净的信号输入到ADC，特别是16位ADC，并不是一件容易的事情。通常存在来自电磁干扰、交流电源线和数字电路的大噪声信号。滤波和屏蔽是降低噪声的常用技术，但这些并不总是足够的(参见“高性能adc的护理和馈电:获得所有您支付的比特”;线性技术VI:3 [August, 1996])。LTC1604提供了另一个对抗噪声的工具:差分输入。

图7a描绘了一个典型的带有地噪声的单端采样系统，地噪声可能是60Hz噪声、数字时钟噪声或其他类型的噪声。当使用单端输入时，地噪声直接加到输入信号中。通过使用LTC1604的差分输入，可以通过直接连接感兴趣信号的输入来抑制地噪声，如图7b所示。LTC1604凭借其优异的共模抑制比(CMRR)，将地噪声变为“共模”，并在内部进行抑制。图8显示了LTC1604的CMRR与频率的关系。注意，CMRR在整个奈奎斯特带宽上是恒定的，在300kHz时仅低6dB。这种抑制高频共模信号的能力在采样系统中非常有用，因为由于开关瞬态，噪声通常具有高频成分。

兼容3V输入/输出

LTC1604工作在±5V电源上，这使得器件易于连接到5V数字系统。该设备还可以与3V数字系统对话:数字输入引脚(SHDN，CS，CONVST和理查德·道金斯)的LTC1604识别3V或5V输入。LTC1604有一个专用的输出供应引脚(OV(DD))，用于控制数字输出引脚(D0-D15、忙)，并允许部件与3V或5V数字系统通信。

低功耗和关机

LTC1604在±5V电源下全速运行，通常仅消耗220mW。在非活动期间，可以通过使用两种电源关闭模式(NAP和SLEEP)进一步降低功耗。NAP模式将功率降低到8mW，使基准和逻辑上电。ADC“瞬间”(400ns)从NAP模式唤醒，因此即使在短暂的非活动期间也可以调用NAP模式，而在转换必须重新开始时不会受到惩罚或延迟。

当有较长的非活动时间段时，使用SLEEP模式。在SLEEP模式下，ADC关闭所有电路，使逻辑输出处于高阻抗状态。唯一剩余的电流是结漏电流(小于1µA)。ADC从SLEEP模式唤醒需要更长的时间，因为参考电路必须上电并稳定到0.0006%才能实现全精度。唤醒时间还取决于REF COMP引脚上使用的补偿电容的值。使用推荐的47µF电容，唤醒时间为160ms。

应用程序

LTC1604的性能使其在各种应用中非常有吸引力，例如数字信号处理，PC数据采集卡，医疗仪器和高分辨率或多路数据采集。

DSP应用通常需要出色的动态性能，因为ADC必须采样高频交流信号。LTC1604是这些类型应用程序的正确选择，因为它具有采样保持性能。图9显示了当输入频率增加时，转换器的信噪加失真比和无杂散动态范围的表现。

另一个常见的应用是PC数据采集卡。LTC1604的高采样率，简单，完整的配置和出色的线性度使其成为这里的理想选择。LTC1604提供的另一个优点是同步的内部转换时钟，这在这个应用程序中非常有用。该特性消除了除正常采样信号外，其他采样adc运行转换所需的第二个外部时钟。显然，这一特性使LTC1604成为PC数据采集卡的杰出选择。

对于单通道或多路高速数据采集系统，LTC1604具有高采样率和高阻抗输入，有助于这些应用的顺利设计。高采样率允许在非常低的功率和成本预算下在数据采集系统中使用更多通道，并且ADC的高阻抗输入使它们非常容易复用。

结论

新的LTC1604是一个完整的16位ADC，内置采样保持和参考。它的采样速度为333ksps，是市场上同类设备中速度最快的。LTC1604优异的直流和交流性能不仅使其在各种现有的高分辨率应用中极具价值，同时也开辟了新的应用。