基于LTC的一种差分输入数模转换器原理分析

摘 要 介绍一款凌特电子的数模转换器LTC2436的功能及性能，详细描述该数模转换器的工作方式和原理，并给出相应设计方案及电路。LTC2436作为一款高精度、低功耗无延迟数模转换器，可以广泛用于各种工业领域及电子消费产品上。

关键词 LTC2436；转换器；差分输入

中图分类号：TN792 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）13-0182-01

LTC2436是带有一个集成振荡器的双通道差分输入微功率16位无延迟增量累加模数转换器。它能够提供800nVRMS噪声的性能指标，与VREF值无关。两个差分通道交替转换，通道识别码包含在转换结果中。它采用增量累加技术，提供数字滤波器单次转换中的稳态建立。LTC2436可以通过单只引脚进行配置，可在50Hz和60Hz+2%上获得优于87dB的输入差模抑制。LTC2436转换器可以被广泛用于称重器、直接温度测量、气体分析器、应变仪变换器、仪表、数据采集、工业过程控制等领域。

1 LTC2436转换器硬件功能及性能参数分析

LTC2436差分输入转换器可以接受从0.1 V到VCC的任何外部差分基准电压 ，可灵活实现参数比和远程传感检测配置。全幅差分输入电压范围是从-0.5・VREF到0.5・VREF。共模基准电压VREFCM和共模输入电压VINCM可以分别被设定在GND和VCC之间的任意值。直流共模输入抑制比超过140dB。

1.1 典型应用及引脚功能

VCC （引脚 1）：正电源电压。由一个10μF的钮电容器并联0.1μF陶瓷电容器旁路到地 （要尽可能靠近该器件）。

REF+（引脚 2），REF-（引脚 3）：差分基准输入。只要保持正基准输入REF+超过负基准输入REF-至少0.1 V，这两个引脚上的电压可以取GND到VCC之间的任何值。

CH0+（引脚 4）：差分通道 0 的正输入引脚。

CH0-（引脚 5）：差分通道 0 的负输入引脚。

CH1+（引脚 6）：差分通道 1的正输入引脚。

CH1-（引脚 7）：差分通道 1的负输入引脚。

GND（引脚 8，9，10，15，16）：地。多个地引脚内部连接以实现最佳地电流流动和VCC去涌。

CS（引脚 11）：低电平有效数字输入引脚。

SDO（引脚 12）：三态数字输出引脚。在数据输出阶段，此引脚被用作串行数据输出端。

SCK（引脚 13）：双向数字时钟引脚。

FO（引脚 14）：频率控制引脚。控制模数转换器的凹陷频率和转换时间的数字输入。

1.2 性能分析

1）当采用内部振荡器时，LTC2436每秒可以输出6.8个读数。实际数据输出速率取决于睡眠和数据输出阶段的长度，这由用户控制，可以做到相当短。 当以外部转换时钟工作时（FO连到一个外部振荡器），LTC2436数据输出速率可以按期望增加。

2）动态基准电流的幅值取决于非常稳定的内部采样电容器尺寸和转换器采样时钟的精确度。在整个温度和电源电压范围内，内部时钟的精确度通常优于0.5%。用外部时钟也能很容易达到这样的指标。当相对稳定电阻（50ppm/C）被用作REF+和REF-的外部源阻抗时，期望的动态电流漂移、偏移和增益误差并不显著（在整个温度和电压范围内大约为他们各自值的1%）。即使对于最严格的应用，一次校准就足够了。

3）LTC2436基准终端的完全差分特性允许从并联网络的四个中心电阻上获得基准电压，使温度变化产生的漂移降至最小。这对于中等精度的传感器（如微型硅质压力和强度传感器）来说是一个理想的基准值。这些器件通常有量级为2%的精度和50 mV到200 mV的输出幅度。

2 软件时序设计分析

LTC2436能在两个差分通道之间自动交替选择并带有一个便于使用的3线串行接口，在上电时通道0被自动选择，之后交替选择两个通道（往复式）。工作过程由三个状态组成。转换器工作循环开始于转换阶段，接下来是低功率睡眠阶段，最后是数据输出阶段。3线接口由串行数据输出（SDO）、串行时钟（SCK）和芯片选择（CS）组成，如下图所示。

通过时序控制CS和SCK引脚，LTC2436可以提供几种灵活的工作模式（内部或外部SCK和自由运行转换模式）。这些不同的模式不需要给配置寄存器编程。

3 结束语

通过对LTC2436硬件电路及相应软件功能分析不难看出，该款双通道无延迟差分输入数模转换器具有优异的AD转换性能，同时也提高了数字信号处理的速度和精度，电路配置简单，应用领域也会越来越广泛。

参考文献

[1]马海峰，张乐川.模/数转换器在仪器仪表中的应用[J].电子元器件应用，2004（02）.

[2]施国昌，易建军，黄志明，李辉.高性能模/数转换器在应力测试中的应用[J].电子元器件应用，2004（10）.