Come pilotare LTC2379-18 ADC a 1.6Msps 18-Bit

Come pilotare un ADC a 1.6Msps, 18-Bit

L’LTC2379-18 è un ADC (convertitore analogico-digitale) SAR a 18-bit, 1.6Msps, con un altissimo SNR di 101dB e THD di-120dB. Dispone inoltre di un’unica funzione per la compressione del guadagno digitale, che elimina la necessità di una alimentazione negativa nel circuito del driver ADC.

La progettazione di un circuito per avere ottenere le migliori prestazioni possibili dalla LTC2379-18, non è difficile. I due circuiti qui presentati dimostrano soluzioni differenziali e single-ended utilizzando tensioni dual e single. Si noti che i componenti utilizzati qui sono stati attentamente scelti con la giusta accuratezza dell’ADC e tenendo in mente le esigenze di acquisizione.

Driver completamente differenziale
Il circuito di Figura 1 converte un segnale completamente differenziale da ±5V in un segnale da 0V a 5V – la gamma di ingresso normale per l’LTC2379-18.

Questo circuito è utile per sensori che producono un output completamente differenziale. I filtri di rete R3, R5, C6 e R4, R6, C7 limitano la banda in ingresso a circa 100 kHz. Il filtro di rete che comprende R1, R2, C1, C2 e C3, riduce al minimo il contributo del rumore dell’LT6203 e minimizza i disturbi riflessi nell’LT6203 dai transitori di campionamento. L’FFT 32k point in Figura 2 mostra le prestazioni dell’LTC2379-18 nel circuito di Figura 1.

Single Supply Driver
Il circuito di Figura 3 utilizza la funzione dell’LTC2379-18 della compressione del guadagno digitale, che permette di acquisire un ingresso analogico con ampiezza compresa tra il 10% ed il 90% della tensione di riferimento (±VREF) mantenendo nel contempo un rapporto segnale/rumore pari a 98dB. Ciò significa che per 5V di riferimento, full-scale swing è da 0.5V a 4.5V. Questo headroom è sufficiente per l’LT6350, quindi non è necessaria un’alimentazione negativa. Questo non consente solo di risparmiare il costo e la complessità di fornire un’alimentazione negativa, ma riduce anche il consumo energetico complessivo del circuito. Utilizzando l’LTC6655-5, che richiede solo 0.5V di alimentazione sopra la sua uscita, l’intero circuito può essere azionato da una singola alimentazione di 5.5V.

Questo circuito accetta un’alimentazione di ingresso single-ended da ±10V e la converte in un segnale completamente differenziale da 0.5V a 4.5V. L’SNR per questo circuito è 99dB grazie all’input swing ridotto e il THD è di 95dB.

Considerazioni layout
Quando si tratta di un ADC a a 18-bit ad alta velocità, il layout della scheda PC deve essere attentamente considerato. Tenere le tracce più corte possibile. Tenere i condensatori di bypass più vicino ai pin di alimentazione il più possibile. Ogni condensatore di bypass dovrebbe avere il suo proprio ritorno a bassa impedenza verso la massa. Le tracce di ingresso analogico devono essere schermate dalla massa.

Le caratteristiche dell’LTC2379-18

    errore massimo di linerarità non integrale (INL) pari a ±2LSB
    velocità di campionamento pari a 1.6Msps (Mega Samples Per Second)
    rapporto segnale/rumore tipico pari a 101dB con fIN = 2kHz
    nessun missing code sul range completo di 18 bit
    basso assorbimento: solo 18mW alla frequenza di 1.6Msps, e 18μW a 1.6ksps
    compressione del guadagno digitale (Digital Gain Compression, o DGC)
    tensione di alimentazione di 2.5V
    tensioni di I/O comprese nel range da 1.8V a 5V
    funzionamento garantito nel range di temperatura compreso tra -40°C e +125°C
    range di VREF compreso tra 2.5V e 5.1V, di tipo differenziale
    interfaccia seriale compatibile SPI con modalità daisy-chain
    package a 16-pin di tipo MSOP e 4mm x 3mm DFN
    clock per la conversione interno

Le applicazioni dell’LTC2379-18

    strumentazione portatile e di tipo compatto
    rappresentazione delle immagini nel settore biomedicale
    strumentazione di bassa potenza alimentata a batteria
    sistemi per il controllo di processo industriale
    sistemi per il test automatico delle schede elettroniche
    acquisizione dati ad alta velocità

Conclusioni
Pilotare l’LTC2379-18 non è difficile. Utilizzando i semplici circuiti descritti qui, l’LTC2379-18 può essere pilotato su una varietà di gamme di tensione in ingresso con input completamente differenziale o single-ended. Con la sua unica funzione della compressione del guadagno digitale, l’LTC2379-18 può essere pilotato con un unico alimentatore che consente di risparmiare energia riducendo al contempo costi e complessità.

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