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真正轨至轨、高输入阻抗ADC简化精确测量

Mark Thoren?? 凌特公司混合信号产品部应用工程师?? 2006年08月01日 ?? 收藏0

  高输入阻抗和宽输入范围是人们最希望精确模数转换器(ADC)具有的两个特性,而 LTC2449 ΔΣ ADC可与几个外部组件一起组成一个卓越的测量系统,该系统具有非常高的输入阻抗,而且输入范围超出电源轨范围 300mV。

  设计师可能会牺牲 LTC2449 的 200nV 分辨率以换取更快的转换率,但 LTC2449

可以确保高性能。它可同时具有 1ppm 线性度、200nV 输入分辨率和 5V 输入范围。有 10 个滤波器过采样率可用,数据速率范围为每秒 6.8 次采样到每秒 3500 次采样。在数据速率为 6.8sps 时,50Hz 和 60Hz 的通常模式抑制好于 87dB。所有 DC 规格对所有速度都保持不变,惟一有变化的规格就是分辨率。如此持久的高性能能够简化很多颇具挑战性的应用设计,如6 位电压表、传感器接口和工业控制等。此外,LTC2449 的数字接口和定时极为简单,而且由于其无延迟架构,在扫描多个输入通道时,无需担心滤波器的稳定时间。

  解决常见问题

  LTC2449 的一个独特之处是,模拟输入被发送到 MUXOUT 引脚,而外部缓冲器将这些信号与开关电容器 A DC 的输入隔离开来(如图 1)。外部缓冲器通过多路复用器提供高阻抗,并将信号返回到模拟输入。与集成式缓冲器相比,外部缓冲器有一个明显的优点,在采用合适的缓冲器电源电压时,模拟输入是真正轨至轨的,而且略超出轨至轨范围。

应用举例


  LTC6241 是一个精确 CMOS 放大器,具有 1pA 偏流和令人印象深刻的 DC 规格:最大失调电压为 125uV,典型开环增益为 160 万倍。尽管在应用中的失调规格不重要,因为 LTC2449 采用的多路复用器开关方法可以去掉失调,但是高开环增益却可确保 LTC2449 10ppm 的典型增益误差不会增大。图 1 显示了如何恰当地连接 LTC6241 与 LTC2449。该放大器的 0.01mF容性负载和补偿网络为 LTC2449 提供了一个电荷库,以计算出 ADC 采样电流的平均值,同时,2.5kΩ 的反馈电阻保持了 DC 的准确度。

  LTC6241 具有轨至轨输出级,输入共模范围为负电源电压到比正电源低 1.5V 的电压。由于实际上没有轨至轨放大器能够将输出拉到与电源轨一样高,所以采用了升压型/负输出稳压器 LT3472,从 5V 电源为该运放产生 -2.5V/+7.5V 电源。这个稳压器可以为确实需要摆动至电源轨的几个放大器和其它电路提供足够的电流。此外,LT3472 的 1.1MHz 开关频率靠近 LTC2449 数字滤波器阻带的中间部位。在使用内部转换时钟时,阻带中心点的频率为 900kHz,而且中心点频率不受所选速度模式的影响。?


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轨至轨? 高输入阻抗? ADC?

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