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微功耗4路和8路12位adc节省功耗和空间的技术解决方案是什么?

来源:analog 发布时间:2023-07-21

摘要: 需要低功耗的数据采集应用一般分为两个领域:必须非常有效地使用电源的产品,例如电池供电的便携式测试设备和远程定位数据记录设备。

介绍

需要低功耗的数据采集应用一般分为两个领域:必须非常有效地使用电源的产品,例如电池供电的便携式测试设备和远程定位数据记录设备。为了帮助满足这些要求,Linear Technology推出了LTC1594和LTC1598。

小封装中的微功率adc

LTC1594/ LTC1594L和LTC1598/ LTC1598L是微功耗12位adc,分别具有4通道和8通道多路复用器。为了覆盖不同的系统电源电压,LTC1594和LTC1598工作在5V, LTC1594L和LTC1598L工作在3V。LTC1594L和LTC1598L经过测试,可在低至2.7V的电源和最大10.5ksps的采样下工作。LTC1594和LTC1598的最大采样率为16.8ksps。在全转换率下,LTC1594/LTC1598和LTC1594L/LTC1598L的功耗分别为320μA和160μA。在1ksps时,这些转换器通常消耗20μA。LTC1594/LTC1594L采用16引脚SO封装,LTC1598/LTC1598L采用24引脚SSOP封装。

如图1所示,每个转换器包括一个具有单独MUXOUT和ADCIN引脚的MUX(用于在转换之前调节输入),S/H, 12位ADC和一个简单,高效,减少互连的串行接口。减少互连还可以减小电路板尺寸,并允许使用具有有限I/O的处理器,这两者都有助于降低系统成本。


图1所示、LTC1594/LTC1594L和LTC1598/LTC1598L具有4路或8路MUX,低功耗,MUXOUT/ADCIN连接,用于外部信号调节和串行接口。

节约电力与自动关机操作

LTC1594/LTC1594L和LTC1598/LTC1598L具有自动关断功能,可在转换器处于非活动状态时降低功耗(CS= 1)。任一5V转换器在320kHz时的标称功耗通常为1.6mW。当时钟频率为200kHz时,3V转换器的功耗为480μW。图2中的曲线显示了该MUXed 12位ADC系列绘制的电流与采样率的关系。


图2、自动关机功能自动降低电源电流作为采样率降低。电源电流在1ksps时降至20μA。

良好的直流性能

直流规格包括出色的差分非线性(DNL)±3/4LSB,在笔屏和其他监控应用中具有优势。在温度范围内保证不丢失代码。

通用,灵活的串行I/O

LTC1594/LTC1594L和LTC1598/LTC1598L上的串行接口设计便于使用,灵活,最小的互连和I/O兼容QSPI, SPI, MICROWIRE和其他串行接口。MUX和ADC有单独的芯片选择(CS)和串行时钟输入,可以捆绑在一起或单独使用,增加了多功能性。其余串行接口信号为数据输入(D(IN))和数据输出(D(OUT))。5V和3V部分的最大串行时钟频率分别为320kHz和200kHz。

锁存证明MUX输入

LTC1594和LTC1598的输入mux设计用于处理超过标称输入范围的输入电压,从GND到电源电压,无锁存。虽然一个过度驱动的未选择通道可能会影响一个选择的、正确驱动的通道,但当错误的输入电压被移除时,不会发生闭锁,正确的转换结果会恢复。MUX输入保持锁存证明输入电流高达±200mA过温。

单个ADC和MUX芯片的选择增强了灵活性

LTC1594/LTC1594L和LTC1598/LTC1598L为ADC和MUX提供单独的芯片选择。这允许用户一次为多个转换选择一个通道。这有以下好处:首先,它消除了在每次转换时为同一通道发送D(IN)字的开销;其次,它避免了如果在MUX之后使用缓慢沉降的抗混叠滤波器可能发生的故障;第三,如果将MUXOUT/ADCIN引脚与运放一起使用以创建可编程增益放大器(PGA),则为多个转换设置一次增益。

MUXOUT/ADCIN节省信号调理

MUXOUT和ADCIN引脚允许在转换之前对输入信号进行滤波、放大或调节。这些输入/输出连接也是执行调理的一种经济有效的方式,因为只需要一个电路而不是每个通道一个。图3中的电路使用这些连接将抗混叠滤波器插入信号路径,过滤多个输入。所选MUX通道的输出信号,存在于MUXOUT引脚上,被应用于萨伦键滤波器的R1。滤波器带限制信号,其输出应用于ADCIN。当轻负载时,如在本应用中,滤波器中使用的LT1368轨对轨运放将摆幅至正电源电压8mV和地电压6mV范围内。由于所有通道只使用一个电路,因此每个通道都看到相同的滤波器特性,并且通道到通道的匹配得到保证。


图3、该数据采集系统利用LTC1598的MUXOUT/ADCIN引脚在ADC转换之前用单个滤波器过滤所有8个信号。

结论

LTC1594/LTC1594L和LTC1598/LTC1598L具有串行接口、小封装和自动关机功能,功耗非常低,占用的电路板面积很小。其出色的直流规格使其成为低功耗,节省电池操作,多通道输入以及节省空间和组件的信号调理应用的选择。

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