Linear Technology ha appena presentato al pubblico l'ADC (convertitore analogico-digitale) SAR a 18-bit a basso rumore e consumo LTC2379-18 con interfaccia SPI e oscillatore interno. Il guadagno di compressione digitale, il funzionamento a singola alimentazione (2.5V) e l’operatività garantita anche a +125°C rendono perfetto LTC2379-18 in ogni applicazione possibile in cui serve un ottimo e robusto convertitore analogico-digitale.
LTC2379-18 è il nome del componente ADC, 18bit e a basso consumo appena presentato al pubblico da Linear Technology.
Si tratta di un velocissimo SAR (registro ad approssimazioni successive) ADC a 18-bit a basso rumore e basso consumo.
Operativo a partire da un'alimentazione di 2.5V, l'LTC2379-18 dispone di un ingresso completamente differenziale ±VREF con VREF da 2.5V a 5.1V.
L'ADC LTC2379-18 consuma solamente 18mW e raggiunge massimo ±2LSB INL con un SNR di 101dB.
Supporta l'interfaccia SPI ad alta velocità con logica 1.8V, 2.5V, 3.3V e 5V. Con una velocità di trasmissione dei dati di 1.6Msps senza latenza l'LTC2379-18 è perfetto per qualsiasi applicazione ad alta velocità.
Un oscillatore interno setta i tempi di conversione. Tra le diverse conversioni l'ADC si spegne automaticamente, con conseguente riduzione della potenza dissipata che scala con la frequenza di campionamento.
L'LTC2379-18 offre un guadagno di compressione digitale (DGC), caratteristica che permette un ingresso full-scale da raggiungere con ingressi che oscillano tra il 10% e il 90% del range dell'ingresso analogico ±VREF. Questo permette di far funzionare l'amplificatore buffer d'ingresso a singola alimentazione.
Caratteristiche dell'LTC2379 da datasheet:
- Velocità di trasmissione 1.6Msps
- ±2LSB INL (Max)
- Nessuna perdita garantita dei 18-Bit
- Basso consumo: 18mW a 1.6Msps, 18μW a 1.6ksps
- 101dB SNR (tipico) a fIN = 2kHz
- Guadagno di compressione digitale (DGC)
- Garantito il funzionamento a 125°C
- Alimentazione a 2.5V
- Ingresso completamente differenziale con range ±VREF
- Ingresso VREF: da 2.5V a 5.1V
- Nessuna latenza, nessun ritardo di propagazione
- Tensioni di I/O da 1.8V a 5V
- Interfaccia SPI
- Clock interno di conversione
Non so cosa sia … qualcno mi può spiegare in parole povere ??? Sono nuovo del mondo dell’elettronica HEEEELP
@giuskina… Un convertitore A/D, analogico/digitale, è quel dispositivo che permette di convertire un segnale analogico (che varia nel tempo con continuità e le cui variazioni possono essere misurate, in analogico, con precisione infinita) in un segnale digitale, cioè una sequenza di bit che qualunque sistema digitale (ad esempio il PC) sa riconoscere e sa elaborare. A differenza della misura e della rappresentazione analogica, quando si converte in digitale si effettuano due operazioni successive, il camponamento e la quantizzazione.
Per campionamento s’intende prendere il segnale analogico di cui se ne vuole fare la digitalizzazione e lo si osserva ad istanti ben precisi temporalmente equispaziati tra di loro e che prendono il nome di “istanti di campionamento”.
La quantizzazione rappresenta la vera conversione del campione acquisito in una sequenza di bit e la precisione della rappresentazione dipende dal numero di bit di cui il convertitore A/D dispone. La finitezza del numero di bit fa si che il campione digitalizzato subisca un’approssimazione rispetto al suo valore reale e da questo derivano i concetti di “errore di quantizzazione” e di “rumore di quantizzazione”. Nel caso specifico del convertitore proposto nell’articolo, questo dispone di 18bit di conversione. Significa che il segnale di ingresso può essere rappresentato con un numero di passi di quantizzazione pari a 2^18=262144. Se il fondoscala del A/D (che è la tensione max che può essere data in pasto all’ingresso del covertitore e quindi tutti i segnali che superano tale valore necessitano di un’ attenuazione e si dice che il segnale è “normalizzato al fondo scala”) è di 3.3V, allora il peso del bit meno significativo “LSB” è pari a 3.3/262144=12.6uV…un valore piccolo quanto si vuole ma tutte le possibili tensioni da 0V a 12.6uV non possono essere rappresentate. Anche se sembra un limite, in realtà non lo è perché il rumore di fondo al segnale campionato può essere anche superiore a tale valore.
Ultima considerazione riguarda la frequenza di campionamento: sicuramente quanto più veloce è il convertitore tanto più velocemente può cambiare il segnale analogico in ingresso. La frequenza di campionamento deve essere almeno il doppio della massima frequenza di variazione del segnale d’ingresso, e questo per cercare di mantenere una reale biunivocità tra il segnale analogico e quello digitale. Quindi se devi campionare e digitalizzare un segnale che varia nel tempo con una frequenza di 1GHz, ti occorrerà un convertitore A/D che campiona ad una frequenza minima di 2GHz, e ripeto è una frequenza minima.
Sembrerà che mi sia dilungato troppo, ma credimi che questo è davvero l’ABC su questo tipo di dispositivi e sulla teoria che ci sta dietro! 😉
@giuskina
Un ADConverter è un covertitore analogico digitale che converte i segnali analogici in bit. Se hai una tensione di 5V, un ADC può trasformarla in un numero, ad esempio 255. Se la tensione scende a 2,5V allora il numero diventerà 255/2=127,5.
Tutto questo perche i microcontrollori (ed anche i microprocessori) non possono ragionare in modo analogico, ma solo digitale. Qualsiasi operazione è solo una sequenza di 1 e 0. Vero o Falso , Transistor aperto o chiuso , alimentazione a VCC o GND. Non esiste una via di mezzo (o meglio esiste, ma è appunto una zona oscura, da evitare).
A questo servono gli ADC, spiegato proprio in parole povere…
E l’LTC2379-18 è la Ferrari dei convertitori analogico digitali. Ad esempio con 18bit, si possono misurare variazioni di tensione molto basse
Quando leggo di questi di questi componenti dalle prestazioni eccezionali, il ricordo era di quando era possibile acquistarli al classico negozio di elettronica e utilizzarlo nei propri progetti più particolari. Addirittura a volte chiedevo anche il sample, la maggior parte delle volte arrivava..Per tornare all’oggetto, un componente di questo genere è interessante, l’alimentazione singola elimina molte problematiche legate alla generazione della tensione duale e l’interfaccia SPI indica la presenza di una logica di controllo interna che lo rende molto versatile, temo solo il package ..non a livello di hobby, sotto un certo livello di miniaturizzazione i circuiti stampati casalinghi..non vanno bene..
Si, diciamo che forse sono stato eccessivamente teorico ma il succo del perché esistono questi dispositivi l’ha evidenziato proprio Emanuele. Sicuramente la vera evoluzione dell’elettronica digitale è avvenuta con l’invenzione del convertitore A/D e del suo complementare D/A, senza dei quali non esisterebbe l’attuale interazione tra i sistemi elettronici e il mondo che ci circonda. Tutte le grandezze fisiche che immaginiamo di misurare sono analogiche ma viene più facile trattarle come segnali digitali, ecco l’utilità del disporre di dispositivi come i convertitori A/D e D/A.
Mi permetto di aggiungere un link interessante, su wikipedia, per chi volesse approfondire il funzionamento di un SAR:
http://en.wikipedia.org/wiki/Successive_approximation_ADC
Ricordo che questa di tecnica di conversione è utilizzata anche su alcuni microcontrollori, PICmicro in primis, e non è l’unica tecnica esistente (anche se sui picmicro non si arriva a 18bit di risoluzione!):
http://en.wikipedia.org/wiki/Analog-to-digital_converter
Il vantaggio di avere una risoluzione di ben 18bit è quello di poter eliminare, ad esempio, eventuali stadi analogici di amplificazione. A volte tra il segnale analogico e l’ingresso di un ADC si usano amplificatori intermedi per adattare il segnale al range di ingresso, in modo da sfruttare l’intera gamma di misurazione. Lo svantaggio di questa operazione consiste nel fatto che ogni stadio di amplificazione aggiunge un po’ rumore.
Ad esempio, abbiamo un segnale che va da 0 a 100mV. L’ingresso dell’ADC è 0-5V, diviso in 2^18=262144 parti. Acquisendo il segnale così com’è sfrutteremo solo 5242 divisioni, avendo quindi una risoluzione di 19uV. Questo utilizzo permetterebbe una acquisizione circa equivalente a 12bit (4096 divisioni) ma in completa assenza di rumore (trascurando quello dell’ADC stesso).
Ulteriori vantaggi sonola riduzione dei componenti necessari per l’acquisizione, quindi riduzione di costi e anche di dimensioni!! In conclusione…davvero un bel componente!
Il fatto che il convertitore LTC2379-18 sia a basso rumore lo si evince anche dall’architettura ad ingresso differenziale che permette una reiezione del rumore di modo comune sicuramente molto più efficiente di un normale ingresso single-ended. Si presta quindi abbastanza bene in tutte quelle applicazioni i cui segnali viaggiano lungo tratte di cavo sufficientemente lunghe e immerse in ambienti altamente rumorosi come nei contesti industriali. Il fatto di poter far viaggiare i segnali in modo differrenziale permette quindi di abbattere i costi sui cavi adottati i quali non devono presentare particolari requisiti di schermatura. Questo perchè il rumore ambientale si sovrappone su entrambe le linee allo stesso modo e in fase, venendo quindi eliminato dallo stadio differenziale d’ingresso del convertitore A/D. Il segnale utile, preventivamente condizionato per viaggiare in differenziale, viene al contrario enfatizzato dall’ingresso del convertitore e quindi digitalizzato regolarmente.
Effettivamente per misurazioni lontane dal dispositivo centrale sarebbe più idoneo integrare l’ADC in prossimità del sensore, viste le ridotte dimensioni e l’assenza di componenti esterni. In questo modo si può percorrere la tratta più lunga su bus digitale, in completa assenza di rumore!
Per le mie (poche) conoscenze di elettronica il componente presentato sembra interessante (d’altro canto qualcuno ha detto che parliamo della Ferrari degli ADC…); io però vorrei chiedere ai membri della community, a proposito di componenti di ultimo grido come questo: è pensabile come destinatario l’hobbysta, l’amatore puro o lo studente che sia, oppure si tratta di componenti che prevedono il solo uso industriale? Ovvero in parole povere chiederei a chi può darmi risposta: si può acquistare a prezzi accessibili anche in minime quantità (direi da prototipazione, tra 1 e 5 pezzi) e da un privato oppure solo in stock o da titolari di partita iva? Qualcuno addirittura ha citato la possibilità che c’era di avere dei campioni gratuiti (sample) dal produttore… è una possibilità reale, tuttora valida oppure in realtà i sample sono sempre indirizzati a chi può provare che con il componente realizzerà qualcosa di commerciale, o che comunque ne ordinerà in seguito grandi quantitativi?
Grazie a chi vorrà e potrà dare seguito alle mie domande!
Gianluca Ruta
Perugia
Alle missioni c’è sempre questa cosa, Le temperatura di funzionamento,
Questo componente visto le sue caratteristiche può funzionare molto bene fino 125 °C,
Ma cosa interessante sarebbe sapere dove potrebbe essere inserito per un funzionamento a 125 °C
in regime di funzionamento.
Visto che quanto circuito va oltre i 40°C e già preoccupante la cosa.
Due come gli orologi che possono andare fino a 200 m ma tanto più di 10 m non scendono mai sott’acqua,
in questo caso è solo marketing di questi 200 metri
Non so fino a che punto l’elettronica digitale abbia una necessità di essere interfacciata con sistemi analogici, sono tantissimi sistemi che sono puramente digitali E hanno una grande interazione con il mondo esterno,
ad esempio con i figli.
i primi circuiti più spiegati erano puramente digitali, nella fattispecie ho fatto circuita con un interruttore una batteria e una led, l’interazione sono solo due il pulsante che ha solo due Stati chiuso o aperto, e led ugualmente acceso o spento.
Credo che il punto sia un altro:
cosa se ne fa un hobbista di un adc del genere? Gestire un adc a 18bits e sfruttarlo appieno non è cosa semplicissima, anche l’elettronica di contorno deve essere di qualità e ben progettata.
Per leggere il valore di una tensione basta un adc a 8bit, qui stiamo parlando di applicazioni avanzate nel campo medicale, radiologico, sensori di alta precisione , acquisizione dati ad alta velocità, etc.
Bei tempi quando studiavo i componenti… ma molto più bello seguirne lo sviluppo e testarli!! 😉
Beh, anche un hobbista “evoluto” può sperimentare delle misurazioni molto precise, oppure come ho già scritto in un commento precedente, per misurare un segnale molto basso senza la necessità di amplificatori aggiuntivi.
Del resto non è molto difficile gestire una comunicazione SPI tra un microcontrollore e un altro dispositivo.
Per rispondere a SuperG72, per ora mi sembra che non sia ancora disponibile per la vendita, ma fra aspettando un po’ chiunque può comprarlo da un qualsiasi distributore (ad esempio Mouser o Digikey), dove chiunque può acquistare, anche senza partita iva. Certo però far arrivare solo questo componente dall’america pagando 30 euro di spedizione è uno spreco, quindi sarebbe meglio inserirlo in un ordine di più componenti.
L’unico fattore che allontana forse questo componente dagli hobbisti è il package, per quanto esista la versione MSOP, che pur essendo smd ha i piedini sporgenti, che con un saldatore di precisione, una lente di ingrandimento e un po’ di pazienza si riesce a saldare.
Anche il costo è un po’ proibitivo, si aggira intorno ai 30 dollari, rispetto ai pochi dollari di un normale ADC. In certi casi però si può anche pagare questo prezzo per avere 18bit di risoluzione!!
Fabrizio, quando si realizza un progetto elettronico, ci sono spesso standards ai quali attenersi.
Ad esempio lo standard automotive per il range di temperatura è -40°C +125°C quindi i componenti utilizzati devono avere queste caratteristiche a prescindere.
Una volta un eaminatore di una sessione di esame di stato per ingegneri elettronici ci disse che la teoria dell’elettronica è bellissima ma spesso non applicabile, per il semplice fatto che richiede troppi componenti con aumento di spazio su pcb ( printed circuit board ), che di soldi. Infatti ci fece come esempio un esame di stato dove bisognava progettare un sistema di acquisizione dati da più sensori. Tutti presentarono il progetto completo, “come insegnato nei corsi basi nelle università” ci disse. Ma la maggior parte del progetto poteva essere inglobata con un singolo microcontrollore. E secondo me questa teoria calza a pennello anche sugli hobbisti: si è bello fare un progettino completo tutto da se, ma per ragioni puramente economiche ma anche per limiti teorici che una persona poco esperta può avere, è meglio evitare di utilizzare i componenti singoli, ma sfruttare tecnologie integrate come i microcontrollori.
La temperatura sopportabile dal componente potrebbe far si che venga utilizzato in campo automobilistico oltre al fatto di non aver una tensione di alimentazione duale, magari per regolare la carburazione in modo più fine e controllata.
In che formati si trova DIP? SOP ?
Devo lavorare con tensioni dell’ordine delle decine di millivolt che adesso amplifico, per poi convertire; forse potreppe eliminarmi l’Op….
Purtroppo niente DIP. Si trova in package MSOP 16 pin oppure DFN. Ti linko le immagini che più o meno rendono l’idea dei package. La versione MSOP è l’unica che con un po’ di pazienza si può saldare a mano.
http://media.digikey.com/Renders/Linear%20Tech%20Renders/16-MSOP%2005-08-1667.jpg
http://media.digikey.com/Renders/Linear%20Tech%20Renders/Linear%20Tech%2012-DFN.jpg
Vi ringrazio per la spiegaione che mi avete dato!Gentilissimi
E una cosa veramente interessante!
Quelli che sto usando adesso sono ad 8 pin. Questo vedo che è a 16; che segnali implementa oltre agli ingressi, Vcc e Vref ,GND e interfaccia SPI?
nel sito della linear:
http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H0,C1,C1155,C1001,C1158,P132669
Ecco il datasheet:
http://cds.linear.com/docs/Datasheet/237918p.pdf
Grazie mille.
Bella storia mi è piaciuta.
Ottimo a sapersi che con un microcontrollore posso evitare tante rogne e spendere di meno 😀 Sicuramente ne sò il doppio di quando ho iniziato a frequentare questo sito (sapevo 0 e i doppio è sempre 0, no scherzo sapevo 1 adesso so 2 si ma su 100)
Concordo… 🙂
Molto più soddisfacente testare i componenti sul campo!!!
Il problema dell’allimentazione duale si può risolvere con un semplice progettino come qeusto: http://www.antoniosantoro.com/alduale.htm