DN426: 适用于工业监控和便携式仪器的6通道SAR ADC

引言

14位LTC2351-14是一款1.5Msps、低功耗SAR ADC,具有六个同步采样差分输入通道。它采用3V单电源供电,拥有六个独立的采样保持放大器和一个ADC,实现了出色的通道间范围匹配(1mV)和通道间偏差(200ps)。

多功能LTC2351-14非常适合工业监控应用,例如三相电力线监控以确保线电压合规、便携式电力线仪器仪表、功率因数校正、电机控制和数据采集。这些应用可能由电池供电,而LTC2351-14的低功耗和小尺寸正好非常适合此类应用。功耗仅16.5mW,有助于延长电池续航。3线串行接口相比并行输出器件需要更少的 引脚,这使得LTC2351-14能够采用32引脚、5mm x 5mm QFN封装。

电力线监控应用

图1展示了典型的电力线监控应用。电流由CR Magnetics CR8348-2500-N电流互感器检测。LT1790-1.25将互感器的输出偏置到LTC2351-14输入范围的中间值,使输入具有最大摆幅。6:1互感器和41:1衰减器按比例调整线电压,互感器输出经过类似的偏置处理。

图1. 典型的电力线监控应用

图2显示了凌力尔特混合信号实验室中的交流线电压。办公楼电压的典型特征是峰值平坦,其中许多负载都是非线性的,例如计算机电源。图3显示了流过50W白炽灯泡的电流。图4显示了流过15W紧凑型荧光灯泡的电流。图5显示了流过4W LED灯泡的电流。LTC2351-14的5MHz全线性带宽支持分析线路电压和电流的高频分量,在这种情况下它受到检测互感器的带宽限制。

图2. 线电压

图3. 50W白炽灯的电流

图4. 15W 紧凑型荧光灯的电流

图5. 4W LED 灯泡的电流

结语

随着PCB空间日益紧张,加上设计人员对低功耗IC的不懈追求,要实现高速数据采集并不容易。LTC2351-14和其他低功耗SAR转换器可以优化解决方案的尺寸、功耗和成本。

作者

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Steve Logan

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Guy Hoover

Guy Hoover是一名拥有超过30年凌力尔特公司工作经验的工程师,曾担任技术员、IC设计工程师和应用工程师。

T他的职业生涯始于LTC,当时的职位是技术员,并向参与多个产品工作的Bob Dobkin、Bob Widlar、Carl Nelson和Tom Redfern学习,涉及产品包括运算放大器、比较器、开关稳压器和ADC。在此期间,他还花了大量时间来编写测试程序以对这些器件的特性进行表征。

他在LTC的下一段职业生涯是学习PSpice和设计SAR ADC。由Guy设计的产品包括LTC1197系列10位ADC和LTC1864系列12位和16位ADC。

Guy目前是混合信号部的应用工程师,专门从事SAR ADC应用支持工作。这包括为SAR ADC演示板设计、编写Verilog代码和测试程序,帮助客户优化包含LTC SAR ADC的产品,并希望编写有用的应用文章,将有关使用这些器件的知识传递给客户。

Guy毕业于德锐技术学院(现为德锐大学),拥有电子工程技术硕士学位。