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ADC LTC2379-18 a 18-Bit, 1.6Msps, 101dB SNR della Linear Technology

ADC LTC2379-18 a 18-Bit, 1.6Msps, 101dB SNR della Linear Technology

Linear Technology presenta il suo primo ADC SAR LTC2379-18 a 18-bit che offre una combinazione di alta risoluzione (18 bit), alta velocità (1.6Msps), SNR alto (101dB) e la dissipazione di bassa potenza (18mW) ideale per alte prestazioni mediche ed applicazioni industriali.

Il registro di Approssimazioni successive (SAR) ADC rappresenta la maggioranza del mercato per ADC di media ed alta velocità. Sono disponibili da 8 a 18 bit e velocità di campionamento fino a 5Msps. Rispetto ai classici ADC, i SAR ADC offrono una dissipazione di potenza inferiore, una maggiore risoluzione e precisione, fattore forma più piccolo, latenza zero e quindi la possibilità di scelta per una ampia varietà di applicazioni.

Dove si adatta l'LTC2379-18

Una tipica catena di segnale industriale (Figura 1) è costituita da sensori per monitorare gli ingressi analogici come pressione, temperatura, tensione, o corrente, amplificatori e filtri per amplificare e filtrare gli ingressi, ADC per convertire i segnali di ingresso chiave in un formato digitale e processore di segnale digitale o microcontrollore per l'elaborazione dei segnali digitali.

Sistemi ad alta precisione richiedono ADC ad alta risoluzione per digitalizzare il segnale di ingresso a livelli più sottili. L'ADC deve essere anche in grado di convertire ad un ritmo veloce, mentre inserisce rumore, per quanto possibile, nella catena del segnale. L’ LTC2379-18 con risoluzione a 18 bit fornisce i sistemi di precisione e risoluzione necessari e permette il funzionamento ad alta velocità fino al raggiungimento della frequenza di campionamento pari a 1.6Msps. Esso aggiunge poco rumore potenza alla catena del segnale e fornisce la conversione one-shot richiesta da questi sistemi.

Perché l'LTC2379-18 è unico? Che cosa lo rende diverso da altri prodotti sul mercato?

L'LTC2379-18 è il primo ADC SAR a 18-bit di Linear Technology che offre prestazioni 101dB SNR senza rivali, insieme a una rivoluzionaria nuova funzione di guadagno digitale di compressione. L'LTC2379-18 è il prodotto di punta di una famiglia SAR ADC ad alte prestazioni con 18 - e 16-bit di risoluzione e velocità da 250ksps fino a 2Msps. Gli ADC SAR a18-bit 2Msps hanno un ciclo di latenza nel momento in cui raggiungono la loro frequenza massima di campionamento. Ciò significa che la prima conversione contiene dati insignificanti e deve essere ignorata. Gli ADC SAR a 18-bit hanno una non- latenza di 1.5Msps rispetto a 1.6Msps dell’LTC2379-18.

LTC2379-18: Prestazioni senza rivali

L'LTC2379-18 a 101dB SNR 4dB è migliore rispetto al concorrente più vicino presentandosi, così, come miglior ADC SAR a 18-bit nel mercato con campionamento a 1.6Msps. L’SNR alto offre una maggiore gamma dinamica ed un margine di rumore maggiore per la catena di elaborazione del segnale, aiutando a rendere flessibili i vincoli del sistema di progettazione. La Figura 2 mostra il diagramma dell’FFT LTC2379-18 a 18-bit e frequenza di campionamento 1.6Msps. Il rumore di fondo estremamente basso di questo SAR ADC ad alta velocità rende possibile un'eccezionale flessibilità nella progettazione dei sistemi.

Diversi fattori influenzano la progettazione del centro di permanenza temporanea e in generale vi sono un rumore ed una velocità di trade-off. ADC a bassa velocità sono spesso in grado di garantire prestazioni a basso rumore rispetto ad ADC con velocità superiore. L'LTC2379-18 raggiunge sia un’alta velocità che alte prestazioni ed apre la via a nuove alternative nei SAR ADC. Ciò aiuterà i designer nella progettazione di sistemi impensabili in precedenza.

Guadagno di Compressione digitale
Le tradizionali catene di segnale SAR ADC ad alta risoluzione spesso richiedono driver ADC per convertire gli ingressi single-ended con uscite differenziali per più di una gamma dinamica. Questi driver ADC sono alimentati da una fornitura sia positiva che negativa, dove è richiesta un’alimentazione negativa per mantenere buone prestazioni di distorsione nel driver, dal momento che i transistor di uscita hanno bisogno di diverse decine di millivolt per mantenere elevati livelli di linearità.

La guida di alimentazione negativa dissipa energia ed è ingombrante per generare ed indicare il percorso del PCB. Date queste limitazioni, i progetti di potenza-cosciente di solito escludono la fornitura negativa del conducente attenuando il segnale di ingresso. Con un sostegno zero-off e codice su larga scala, questi disegni rendono flessibile lo swing di uscita del driver ADC amplificatore. Tuttavia, in applicazioni quali i sistemi di controllo, può essere sconveniente perdere la capacità di generare codici ai confini della funzione di trasferimento , poiché le informazioni potrebbero essere importanti ed utilizzate per rilevare un out-of- nelle condizioni di regolamentazione.


Figura 3: Guadagno Digitale nella componente di compressione

Per ovviare a questi limiti fondamentali, la famiglia LTC2379-18 dispone di un’ unica funzione di guadagno digitale di compressione (DGC). Quando è abilitato, l'ADC svolge una funzione di scaling digitale che mappa il codice a scala - zero da 0 V a 0.1 * codice VREF e su vasta scala da VREF a * VREF 0.9. Per una tensione di riferimento tipica di 5V, l'intervallo di input sarà da 0.5V a 4.5V, che fornisce sufficiente margine per il percorso finale per essere alimentato da un singolo rifornimento a 5V. Come illustrato in figura 3, la funzione DGC permette all'ADC di generare ogni codice (es. 218 = 262.144 codici nel caso di un ADC a 18 bit), compreso la scala -zero e su larga scala, mentre si rende flessibile lo swing di uscita su driver amplificatore ADC.

La Figura 4 mostra una catena completa di segnale che digitalizza a +/-10V attraverso un segnale bipolare a 18-bit con 1.6Msps, utilizzando un'unica alimentazione da 5V a 12V, traendo vantaggio dalla componente DGC dell’LTC2379-18. L'eliminazione di alimentazione negativa riduce drasticamente il consumo energetico totale della catena del segnale e lo swing di ingresso ridotto fornisce un margine sufficiente per la maggior parte dei driver ADC.

Si riduce anche il numero di componenti e semplifica la progettazione. Il sistema demo per l’LTC2379-18, l’DC1783A, implementa questo circuito e raggiunge 99dB SNR e oltre 100dB THD. Questa performance è ancora migliore di 2dB rispetto ai componenti a 18-bit. L'eliminazione di alimentazione negativa dell'amplificatore di guida e la capacità di conservare il codice di uscita ADC zero e full-scale si presenta come una soluzione unica ed innovativa per i moderni sistemi di controllo industriale.


Figura 4:L’LTC2379-18 elimina l’alimentazione negativa utilizzando la funzione di compressione a guadagno digitale

LTC2379-18 Pin e famiglia di software compatibili

L’LTC2379-18 e l’LTC2380-16 rappresentano un'intera famiglia di pin e software compatibili ad alte prestazioni SAR ADC a18 e a 16 bit. Questi ADC non solo offrono opzioni di velocità che vanno da 250ksps fino a 2Msps, ma consentono anche ai clienti ti ottenere flessibilità per passare da una bassa velocità ad una maggiore e viceversa, senza modificare il design ed il software.


Figura 5: Famiglia completa di pin compatibili SAR- ADC 18-/16-bit

Quali sono altre caratteristiche e vantaggi che questa componente ha da offrire?
Potenza di campionamento pari a zero, dissipazione di potenza bassa: Il tempo di ciclo totale di un ADC è costituito da un tempo di conversione più un tempo di acquisizione. Pertanto, si raccomanda di prestare molta attenzione alla dissipazione di potenza durante la fase di acquisizione in cui il tempo di acquisizione può durare alcuni secondi o più giorni in attesa di un segnale in ingresso.

L’LTC2379-18 raggiunge una dissipazione di potenza quasi pari a zero durante la fase di acquisizione che rende nullo il campionamento parte. La vera potenza di campionamento pari a zero e la scala lineare di dissipazione di potenza con frequenza di campionamento rendono l'LTC2379-18 un dispositivo con potenza molto bassa grazie ad una dissipazione di potenza di soli 18mW a 1.6Msps e 3.75mW a 250ksps , garantendo ,nel contempo, un pieno funzionamento a 1.6Msps. L’ LTC2379-18 offre anche una modalità di spegnimento che può essere utilizzata per lunghi periodi di inattività per ridurre al minimo la dissipazione di potenza. La modalità di arresto riduce la dissipazione di potenza a 18μW. La dispersione potenza bassa è ideale per applicazioni che richiedono bassa potenza, compresi quelli che utilizzano più ADC per scheda.

Funzione di non-latenza: La funzione one-shot dell’LTC2379-18 in assenza di un requisito minimo di frequenza di campionamento consente conversioni immediate quando il clock non presenta particolari impostazioni. Questo è importante per applicazioni come ATE, in cui l'ADC rimane inattivo in attesa di un test di routine che lo attiva e elabora un risultato esatto con un ciclo clock successivo.

Formato piccolo del contenitore: La famiglia LTC2379-18 è disponibile in piccoli pacchetti 3mm x 4 mm DFN e MSOP-16 che ne permettono l’uso in molte applicazioni con vincoli di spazio.

Interfaccia digitale User-friendly: L’LTC2379-18 raggiunge una velocità di 1.6Msps con tempi seriale semplici utilizzando SCK e SDO. A differenza di prodotti competitivi che hanno bisogno di controllare con precisione gli stati di idle di questi pin per generare segnali di controllo specifici, la famiglia LTC2379-18 fornisce BUSY, RDL / SDI e pin specifici per semplificare l'interfaccia con i componenti esterni non richiesti. La CATENA, RDL / SDI ed i pin BUSY semplificano gli ADC multipli su un singolo bus SPI (Figura 6).


Figura 6: LTC2379-18 in modalità CHAIN

Funzionamento H-Grade Garantito: L'LTC2379-18 fornisce le specifiche garantite in un ampio range di temperatura di funzionamento da -40 º C a +125 ° C, che è la chiave per il settore automotive ed alcune applicazioni militari.

Mercati Target dell'LTC2379-18

L'LTC2379-18 e l’LTC2380-16 della famiglia SNR, il tasso di throughput e la bassa dissipazione di potenza sono ideali per alte prestazioni Medical Imaging, l’acquisizione di dati ad alta velocità, strumentazione portatile o Compact, Controllo di processi industriali, batterie Low Power e strumentazioni ATE. I dispositivi più veloci sono ideali per applicazioni che richiedono una bassa latenza tra il momento di campionamento e ed il tempo di conversione reale, come i sistemi di controllo o apparecchiature di collaudo automatico.

I dispositivi di campionamento più elevati sono rilevanti anche per le applicazioni che utilizzano i multiplexer per la gestione di un elevato numero di canali. Ad esempio, le applicazioni mediche come sensori a schermo piatto di grandi dimensioni usano i multiplexer per combinare gli ingressi di milioni di fotoni. Per convertire i risultati di questi multiplexer in formato digitale hanno bisogno di ADC veloci con alta risoluzione e basso rumore , in modo da poter ottenere risultati accurati. D'altra parte, le versioni con velocità più bassa sono importanti per apparecchiature a basso consumo energetico e strumenti a pile che necessitano di dissipazione di potenza molto bassa. La dimensione ridotta del pacchetto insieme alla semplice interfaccia è ideale per queste schede di circuito.

Posizionamento sul mercato
L'LTC2379-18 è il miglior SAR ADC a 18-bit seriale no latency presente sul mercato. L’LTC2379-18 offre un impareggiabile SNR 101dB, 4dB rispetto ai più diretti concorrenti a 18-bit "2Msps", con un consumo di soli 18mW. Offre,inoltre, un’ innovativa funzionalità di compressione digitale di guadagno, che elimina la richiesta di un’ alimentazione negativa sui driver ADC, semplificando i circuiti e riducendo la dissipazione di potenza della catena del segnale. Questo salto drammatico in termini di prestazioni offerti dalla famiglia LTC2379-18 elegge la Linear Technology come leader nel mercato dei SAR ADC ad elevate prestazioni.

 

 

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ritratto di linus

la linear

è stata sempre la prima sul mercato per questi dispositivi spesso surclassando marche più blasonate, ovviamente costano più degli altri, ma ciò spingerà sicuramente i concorrenti a fare di meglio. Non oso immaginare quanto costi questo dispositivo.

ritratto di Alex87ai

dal sito della Linear

dal sito della Linear Technology viene a costare mediamente attorno ai 40$ cadauno...poi il costo per unità varia in funzione del package o della quantità che si acquista. Ai grandi distributori come Farnell o RS ancora non è però disponibile.

ritratto di Fabrizio87

$ 40, mi sembra un prezzo

$ 40,
mi sembra un prezzo molto molto alta,

ritratto di SuperG72

Scusate...

...non è lo stesso componente presentato in un post di ieri e in un altro del 26 Gennaio, anche se di persone diverse?
Evidentemente ha fatto molto scalpore!

ritratto di Alex87ai

Si si, è lo stesso però

Si si, è lo stesso però devo dire che a differenza degli altri articoli questo entra meglio nello specifico dei dettagli tecnici e delle applicazioni, tutte cose che un ingegnere (o un porgettista in generale) vuole sentirsi raccontare! :) Da questo articolo, per lo meno, si capisce meglio il perchè del costo non così bassissimo.

ritratto di giuskina

40 € ?!?

Sono un enormità ! E quanto costerà finire tutto un processo ?!? Con la crisi che c'è ! D'accordo il costo delle materie prime in aumento ma chi più spende ... meno spende

ritratto di Cosimo Candita

Un prezzo improponibile a

Un prezzo improponibile a meno che non sia per scopi particolarissimi.

ritratto di linus

infatti è stato progettato

per alte prestazioni mediche ed applicazioni industriali, non per hobbysti.

ritratto di giuskina

proposta

si potrebbe fare una sezione di ogni articolo dedicata a capire al volo a chi è destinato l'articolo in modo che i newbbie non perdano tempo o che lo leggano pure se hanno voglia

ritratto di Francesco12-92

Metodi antichi

Bel chip di conversione, ma resto legato al buon ADC0808, che è semplice da usare e può fare conversioni di più segnali selezionabili.

ritratto di Alex87ai

L'ADC0808 va benissimo a

L'ADC0808 va benissimo a livello hobbistico quando 8 bit di risoluzione bastano e avanzano e non hai la necessità di velocità di campionamento che vanno oltre le centinaia di kS/s, ma nel caso di un ADC a 18bit (maggiore è la risoluzione e minore in maniera quadratica è il rumore di quantizzazione), con frequenza di campionamento che arriva fino ai 2MS/s e per giunta a bassa tensione la tecnologia deve per forza spingersi un pò oltre con la conseguenza che i costi lievitano e i package si riducono in dimensioni -> NO hobbista, SI industria elettronica!!

ritratto di giuskina

ADC0808

ADC0808 me l'hanno detto che funziona bene, io personalmente non l'ho mai usato...

 

 

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