LTC2379-18: ADC SAR a 18-bit a basso consumo ed elevate prestazioni

LTC2379-18: ADC SAR a 18-bit a basso consumo ed elevate prestazioni

Con l’LTC2379-18, Linear Technology presenta un convertitore analogico/digitale ad approssimazioni successive (SAR) di assoluto rilievo, caratterizzato da un’elevata precisione, consumo ridotto, elevata velocità, e bassissimo rumore.

LTC2379-18 – Descrizione

L’LTC2379-18 è un convertitore analogico/digitale con prestazioni di assoluto rilievo: risoluzione su 18 bit, assorbimento pari a solo 18 mW, velocità di campionamento pari a 1.6 Msps, bassissimo rumore (rapporto segnale/rumore pari a 101 dB e distorsione armonica totale pari a -118dB), ed elevata accuratezza (errore di non linearità integrale pari a ±2LSB e nessun codice mancante su tutti i 18 bit della risoluzione). La tensione di alimentazione è di 2.5V, mentre la tensione di riferimento (VREF) può variare da 2.5V a 5.1V, con ingresso di tipo differenziale. Il componente è inoltre dotato di un’interfaccia di comunicazione ad elevata velocità compatibile SPI in grado di supportare varie tensioni di alimentazione (1.8V, 2.5V, 3.3V e 5V) e possibilità di operare in modalità daisychain. Il convertitore, quando non sta eseguendo un’operazione di conversione, si porta automaticamente in uno stato di power-down, mantenendo così l’assorbimento entro valori ridottissimi. L’LTC2379-18 opera in due fasi.

Durante la prima fase, detta di acquisizione, viene campionata la tensione presente sui due pin IN+ ed IN-, i due ingressi analogici differenziali positivo e negativo. La conversione viene attivata portando alto il pin di ingresso CNV (convert), mentre lo stato di conversione in corso viene segnalato dall’apposito pin di output BUSY. Durante questa fase viene applicato l’algoritmo di conversione basato sulla tecnica per approssimazioni successive (SAR): il valore campionato viene confrontato con le frazioni pesate della tensione di riferimento (ad esempio: VREF/2, VREF/4, …, VREF/262144) tramite l’utilizzo di circuiti comparatori differenziali.

Una volta completata la conversione, il contenuto del registro a 18-bit approssima il valore della tensione analogica presente in ingresso. A questo punto inizia la seconda fase, durante la quale il valore campionato (quindi in formato digitale) viene trasmesso tramite la linea seriale SPI e quindi reso disponibile all’esterno. L’LTC2379-18 digitalizza la tensione fondo scala di 2xVREF in 218 livelli, con un LSB di soli 38μV alla tensione di riferimento VREF di 5V. La versione complementare dell’LTC2379-18 è rappresentata dall’LTC2380-16, un convertitore compatibile sia a livello hardware che software con il precedente, e caratterizzato da una risoluzione su 16-bit e velocità di 2Msps.

L’LTC2380-16 è in grado di fornire un SNR pari a 95dB e un INL massimo pari a ±0.5LSB. I due modelli sono i primi convertitori di una famiglia di ADC di tipo SAR a 16 e 18 bit, con velocità comprese tra 250ksps e 2Msps. Entrambi i modelli dispongono di un una rivoluzionaria tecnica di compressione del guadagno che elimina la necessità di impiegare una tensione negativa sul driver ADC, riducendo drasticamente l’assorbimento sulla catena del segnale. Questa tecnica permette di acquisire un ingresso analogico con ampiezza compresa tra il 10% ed il 90% della tensione di riferimento (±VREF) mantendendo nel contempo un rapporto segnale/rumore pari a 98dB. Il vantaggio comportato da questa soluzione è quello di poter alimentare il driver ADC con una singola tensione positiva, riducendo drasticamente l’assorbimento di tutta la catena del segnale. Questa funzionalità DGC viene attivata (opzionalmente) portando a ground il pin REF/DGC. La funzionalità di shutdown del componente riduce ulteriormente l’assorbimento a 1.25µW in stato idle.

LTC2379-18 – Caratteristiche tecniche

La scheda tecnica relativa all’LTC2379-18 può essere riassunta nel modo seguente:

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

Nell’immagine seguente è visualizzato il tipico schema di utilizzo del convertitore LTC2379-18, in una semplice configurazione di tipo stand-alone:

Quest’altra configurazione è invece più completa, e comprende, oltre al convertitore ADC SAR, anche un LT6350 (in veste di ADC driver a basso rumore, per convertire gli ingressi da single-ended a differential), e un LT6655-5 per fornire una tensione di riferimento con elevato grado di stabilità:

LTC2379-18 – Applicazioni

L’ottimo rapporto segnale/rumore, unitamente al basso assorbimento e all’elevata velocità di conversione, rendono l’LTC2379-18 ideale per applicazioni ad elevate prestazioni nei settori biomedicale, industriale, ed automotive. Più precisamente, i campi di applicazione di questo ADC sono i seguenti:

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

Linear Technology LTC2379-18

18 Comments

  1. sorex 9 febbraio 2011
  2. sorex 9 febbraio 2011
  3. mingoweb 9 febbraio 2011
  4. mingoweb 9 febbraio 2011
  5. sorex 10 febbraio 2011
  6. linus 10 febbraio 2011
  7. sorex 10 febbraio 2011
  8. slovati 10 febbraio 2011
  9. mingoweb 10 febbraio 2011
  10. NIck_BG 10 febbraio 2011
  11. Alex87ai 9 febbraio 2011
  12. stewe 9 febbraio 2011
  13. linus 9 febbraio 2011
  14. Alex87ai 9 febbraio 2011
  15. sorex 9 febbraio 2011
  16. Arx33 9 febbraio 2011
  17. stewe 9 febbraio 2011
  18. stewe 9 febbraio 2011

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