一种新的多功能14位ADC LTC1418可以在单个5V电源仅消耗15mW的情况下以200ksps的速度进行数字化。LTC1418设计易于使用和适应性强，在各种应用中只需要很少或不需要支持电路。这款新设备的一些主要功能包括:

• 200年过度增殖吞吐量

• 低power-15mW

• 单个5V或±5V电源

• 1.25LSB INL max和1LSB DNL max

• 并行和串行数据输出模式

• NAP和SLEEP电源关闭模式

• 小封装- 28针SSOP

没有高功率的高性能

图1显示了LTC1418的框图。该器件包括一个高性能差分采样保持电路，一个超高效的连续逼近ADC，一个片上参考和一个数字接口，可以方便地串行或并行接口到微处理器，FIFO或DSP。LTC1418是工厂校准的，因此不需要冗长的校准周期来实现14位性能。直流规格包括1LSB最大微分线性误差(无遗漏代码)和1.25LSB最大积分线性误差保证在温度下。ADC的增益由片上10ppm/°C基准控制，如果需要，可以使用外部基准轻松超速驱动。

对于交流应用，LTC1418的动态性能非常出色。极低失真差分采样保持采集频率高达10MHz的输入信号。在奈奎斯特频率100kHz时，无杂散动态范围通常为95dB。噪声也很低，从直流到奈奎斯特的信噪比(SNR)为82dB。

LTC1418优越的交流和直流性能不需要太多的功率。事实上，LTC1418具有所有14位ADC中最低的功率，在200kHz时仅为15mW(在低于50kHz的采样率时为10mW)。两种关闭模式可以在更低的采样率下进一步降低功耗。

高阻抗输入

LTC1418的高阻抗输入允许直接连接高阻抗源而不会引入误差。许多adc具有电阻输入或输入偏置电流，需要低源阻抗才能实现低误差。其他具有开关电容输入的adc在高源阻抗或其差分输入之间的大源阻抗不平衡驱动时表现出较大的偏移移位。LTC1418独特的采样保持电路具有低电容，高电阻(10毫欧||25pF)开关电容输入，其偏移位移仅为2LSB，源阻抗不平衡在0欧姆和1M之间(见图2a)。(如果+A(IN)和-A (IN)的输入阻抗相等，则没有移位。)将ADC直接连接到高阻抗源，避免了缓冲电路可能引入的额外噪声和偏移误差。直接将ADC连接到高源阻抗的唯一缺点是采集时间会增加。LTC1418的低输入电容(20pF)允许电阻高达2k的全速工作。高于2k的采样率必须降低(见图2b)。

具有宽带CMRR的差分输入

LTC1418的差分输入具有优异的共模抑制，消除了对一些输入调节电路的需要。运算放大器和仪表放大器通常用于抑制来自EMI、交流电源和开关噪声的共模噪声。虽然这些电路在低频时表现良好，但在高频时抑制性能却大大下降。图3显示了LTC1418的CMRR与频率的关系。

单电源或双电源操作

单电源adc在双电源系统中工作起来很麻烦。具有零伏共模的信号必须向上移到ADC的共模。转换共模可以通过交流耦合完成，但直流信息丢失。或者，可以使用运放电平移位器，但这会增加电路的复杂性和额外的误差。LTC1418可以使用单电源或双电源，并允许在这两种情况下直接耦合到输入。ADC配备了自动检测V(SS)引脚是否存在-5V的电路。使用-5V电源时，ADC工作在双极模式下，对于+ a (in)相对于-A (in)，满量程变为±2.048V。单电源时，V(SS) = 0V, ADC工作在单极模式，输入范围为0V至4.096V。

芯片上的参考

LTC1418的片上基准是标准的2.5V，与许多系统基准兼容;它可在REF输出(引脚3)上使用。内部放大器将2.5V参考电压提高到4.096V;这设置了ADC的跨度。REFCOMP输出(pin4)上提供4.096V输出，可作为其他外部电路的参考。REF和REFCOMP的温度系数为10ppm/°C，适合作为系统的主参考。但是，如果需要外部参考电路，则很容易超速驱动任何参考输出。2.5V参考输出是电阻(4k)，通过直接将外部参考连接到REF引脚，可以很容易地被任何具有低输出阻抗的参考过载。如果REFCOMP(参考电压4.096V)被过度驱动，将REFCOMP引脚接地。这使REFCOMP放大器的输出驱动器失效，使其容易被过度驱动。

高速并行数据输出

LTC1418的并行输出模式允许最低的数字开销。微控制器可以对ADC进行频闪以启动转换，并在转换运行时执行其他任务。转换完成后，ADC将向微控制器发出信号忙信号，此时并行输出总线上可用有效数据。忙也可以直接用于时钟锁存器或FIFO，因为数据保证是有效的忙．

串行数据输出最小布线

LTC1418的串行输出模式很简单，只需要三个引脚进行数据传输:数据输出引脚，串行时钟引脚和控制引脚。然而，它的简单性并不会牺牲灵活性。串行数据可以用最小硬件的内部移位时钟或外部移位时钟进行同步。此外，数据可以在转换期间以最高吞吐率或转换后以最大抗扰度进行时钟输出。

完美的电信:宽动态范围

电信系统需要宽动态范围。凭借其低噪声和低失真，LTC1418在其整个奈奎斯特带宽上提供极宽的动态范围。无杂散动态范围通常为95dB，只有在输入频率高于奈奎斯特时才开始下降。采样保持电路的超低抖动，5ps(RMS)，使信噪比从DC到1MHz保持平稳，使该器件用于欠采样应用。

电信系统的另一个重要要求是低错误率。在任何ADC中，发生较大转换误差(大于满量程的1%)的概率都是有限的。在视频或闪光灯转换器中，这些大的错误被称为“闪光码”。在诸如ISDN这样的电信系统中，大误差是一个问题，因为它们会导致数据传输错误。所有adc都有一个错误发生的速率，称为错误率。误差率取决于ADC的结构、设计和工艺。错误率变化很大，低至100亿分之一，高至100万分之一。电信系统通常要求错误率为十亿分之一或更低。

LTC1418设计具有超低错误率。错误率如此之低，以至于由于错误之间的间隔时间而难以测量。为了使测量更加实用，误差率是在150℃的高温下测量的，因为误差率随着温度的升高而增加。即使在这么高的温度下，错误率也只有千亿分之一。在室温下的预测错误率为2百万亿分之一，如果以全转化率运行，则大约每320年出现一次错误率。

低功耗应用的理想选择

LTC1418特别适合要求低功耗和高速度的应用。正常运行功率很低，只有15mW。如果转换之间的时间间隔延长，功率可能会进一步降低。在这些非活动期间，当ADC不转换时，LTC1418可能关闭。有两种电源关闭模式:NAP和SLEEP。

NAP模式关闭85%的电源，只留下基准电源和逻辑电源。LTC1418可以非常快速地从NAP模式唤醒;在短短500秒内，它可以准备好开始转换。在NAP模式下，所有数据输出控制都是有效的;在启动NAP模式之前的最后一次转换的数据可以在NAP模式期间读取。理查德·道金斯还控制输出缓冲区的状态。NAP模式对于在长时间不活动后必须准备好立即获取数据的应用程序非常有用。

对于慢采样率，可以通过在转换之间自动调用NAP模式来节省电力。参考图4SHDN销和CONVST大头针被钉在一起。转换将从该信号的下降沿开始;转换完成后，ADC将自动关闭。在开始下一次转换之前，CONVST和SHDN引脚必须尽早调高，以允许500ns唤醒时间。功率随采样频率下降，直到接近参考电路的功率，在低于10kHz的频率下约为2mW。

当nap模式电流损耗过高或唤醒时间不重要时，使用SLEEP模式。在SLEEP模式下，所有偏置电流关断，基准关断，逻辑输出置于高阻抗状态。唯一剩余的电流是结漏电流，小于1µA。从SLEEP模式唤醒要慢得多，因为参考电路必须上电并稳定到0.01%才能达到完全精度。唤醒时间还取决于REFCOMP引脚上使用的补偿电容的值;使用推荐的10µF电容器，唤醒时间为10ms。睡眠模式适用于长时间的非活动时间，即大于10ms的时间。

结论

新型LTC1418低功耗14位ADC将用于从工业仪表到电话等多种类型的应用。LTC1418的适应性设计减少了对昂贵的支持电路的需求。这可以产生一个更小、成本更低的系统。