DN463: 将微控制器ADC升级至真正的12位性能
引言
许多8位和16位微控制器都内置10位模数转换器(ADC)。少数微控制器虽配备12位ADC，但其交流参数往往表现不佳或无任何标注，在性能上显然无法满足日益增多的应用需求。LTC2366及其低速版本可提供高性能的替代方案，其交流参数如表1所示。这些有保证的参数可与当前微控制器内置的ADC参数进行对比。
| 产品型号 | 采样速率 | 信纳比 | 信噪比 | 总谐波失真 | 全线性带宽 |
| LTC2366 | 3Msps | 68dB（最小值） | 69dB（最小值） | –72dB （最大值） | 2.5MHz （典型值） |
| LTC2365 | 1Msps | 68dB （最小值） | 70dB （最小值） | –72dB （最大值） | 2.0MHz （典型值） |
| LTC2362 | 500ksps | 72dB（典型值） | 73dB (Typ) | –85dB （典型值） | 1.0MHz （典型值） |
| LTC2361 | 250ksps | 72dB （典型值） | 73dB （典型值） | –85dB （典型值） | 1.0MHz （典型值） |
| LTC2360 | 100ksps | 72dB （典型值） | 73dB （典型值） | –85dB （典型值） | 1.0MHz（典型值） |
该系列产品的直流参数同样令人印象深刻：INL和DNL均保证小于±1LSB。这些器件可采用2.5V、3V或3.3V 单电源供电，转换期间的最大工作电流为4mA。在器件非工作时段，可将其置于休眠模式，此时电流可降至1μA以下；这在较低采样率的场景中，能大幅降低平均电源电流。
这些ADC提供超小尺寸的6引脚和8引脚TSOT-23封装。其中，8引脚器件具备可调节的VREF和 OVDD引脚。可调节的VREF引脚能将输入范围减小至1.4V。结合ADC本身的高输入阻抗，在许多应用中可省去增益级或缓冲级电路。对于控制数字输出电平的 OVDD引脚，其电压可在1V至3.6V范围内调节，简化了与不同逻辑系列器件的通信。对于无需可调节基准电压或可调节输出电平的应用，采用VREF = OVDD = VDD的6引 脚器件即可满足需求。
SPI 接口仅需3根线即可与微控制器通信，在低功耗、高速率应用中，能减小整体解决方案的尺寸。
应用电路
图1展示了一款驱动LTC2366的单电源交流耦合放大器。当传感器输出电平过低，无法使ADC发挥全部信噪比(SNR)性能时，该电路尤为实用。LT6202的输出可实现轨到轨摆动。当运算放大器输出经电平转换至ADC输入摆幅的中心位置时，这一特性可使电路的动态范围最大化。图2的FFT结果直观证明了该电路的低噪声与低失真特性。
在图3中，有一款增益可在0至4096范围内编程的单电源直流放大器，用于驱动LTC2360。LTC6915的最大失调电压仅为10μV，且直流至10Hz频段的噪声低至2.5μVP–P ，是高增益应用的理想选择。该电路适用于极低电平信号的采集，或需要处理宽范围输入电平的应用。
结语
LTC236x 系列中的12位ADC可保证实现大多数微控制器内置ADC无法达到的交流参数，因此在替代片内ADC 使用时，能显著提升性能。LTC236x系列通过SPI接口，可轻松与大多数微控制器实现连接。宽范围的采样率、外部基准电压引脚及独立的OVDD引脚，为应用设计提供了更高的灵活性。
作者
