电路笔记(元器件):ADC LTC系列模数转换器的输出范围+满量程和偏移调整

  • LTC1740(LTC1740官方文档)是Analog Devices(原Linear Technology)公司生产的一款高性能、低功耗的14位模数转换器(ADC)。它通常用于需要高精度和快速采样率的应用中,如通信系统、数据采集设备等。
  • 同类产品
    • LTC1746:一款14位、40Msps的ADC,适用于高速数据采集应用。
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  • 数字模拟转换器(DAC)
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    • AD5662:一款16位nanoDAC,提供高精度的电压输出,可用于精确控制VREF。

输出范围解释

  1. 理想输入/输出特性

    • 图10展示了LTC1740的理想输入与输出关系。输出数据范围位从10 0000 0000 0000 到 01 1111 1111 1111。
  2. 输出数据格式

    • LTC1740的输出数据采用二进制补码格式,适用于所有输入范围以及单电源和双电源操作。
  3. LSB值计算

    • 最小有效位(LSB)的值通过公式 1个LSB = VREF 0.9 × 16384 \text{1个LSB} = \frac{\text{VREF}}{0.9 \times 16384} 1个LSB=0.9×16384VREF 计算得出。这里,VREF是参考电压,而16384代表14位分辨率( 2 14 2^{14} 214),系数0.9用于考虑某些设计余量或特定应用调整。
  4. 生成直通二进制输出

    • 如果需要将输出从二进制补码格式转换为直通二进制格式(即无符号二进制),可以通过反转最高有效位(MSB,D13)来实现。例如,如果原始输出为1000...0000(二进制补码),反转D13后变为0000...0000(直通二进制),从而表示一个正值。
  5. 溢出位(OF)

    • 溢出位(OF)用于指示模拟输入是否超出了转换器的有效输入范围。具体来说,当输出代码为10 0000 0000 0000(表示负向溢出)或01 1111 1111 1111(表示正向溢出)时,OF位会变为高电平。这意味着输入信号已经超出了转换器能够准确转换的范围。

示例

  • SENSE (引脚 4)为参考编程引脚。接地选择VREF = 4.5V。短接到VREF选择VREF = 2.25V。将SENSE连接到VDD以使用外部参考驱动VREF。直接将SENSE连接到VDD、VREF或GND。不要用逻辑信号驱动SENSE。
  • 假设VREF = 4.5V,则每个LSB对应的电压为:
    1个LSB = 4.5   V 0.9 × 16384 ≈ 0.000305   V \text{1个LSB} = \frac{4.5\, \text{V}}{0.9 \times 16384} \approx 0.000305\, \text{V} 1个LSB=0.9×163844.5V≈0.000305V

满量程和偏移调整

  • 在需要绝对精度的应用中,可以将偏移误差和满量程误差调整为零。调整时应先调整偏移误差,再调整满量程误差。图11展示了一种针对双电源、5.00V输入范围应用的误差调整方法。

    • 偏移误差调整:在+AIN端施加--0.15mV(即--0.5LSB),然后调节电位器R1,直到输出代码在00 0000 0000 0000和11 1111 1111 1111之间跳动。
    • 满量程调整:在+AIN端施加2.49954V(即满量程减去1.5LSB)的输入电压,然后调节电位器R2,直到输出代码在01 1111 1111 1110和01 1111 1111 1111之间跳动。
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