LTC1860L/LTC1861L：低功耗高速12位ADC的卓越之选

在电子设计领域，模拟到数字的转换是一个关键环节。而LTC1860L/LTC1861L这两款12位A/D转换器，凭借其出色的性能和特性，为工程师们提供了一个优秀的解决方案。今天，我们就来深入了解一下这两款转换器。

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一、产品概述

LTC1860L/LTC1861L采用MSOP和SO - 8封装，工作在单3V电源下。在150ksps的采样率下，其电源电流仅为450µA，并且在较低采样速度时，由于它们会在转换之间自动断电，电源电流会进一步下降。这两款转换器属于12位开关电容逐次逼近型ADC，还包含采样保持电路。其中，LTC1860L具有差分模拟输入和外部参考引脚，LTC1861L则在MSOP版本中提供软件可选的2通道MUX和外部参考引脚。

二、产品特性

2.1 高性能指标

• 高分辨率：具备12位分辨率，无丢失码，INL（积分非线性）典型值为±1 LSB，能提供较为精确的转换结果。
• 低噪声：过渡噪声为0.13 LSBRMS，在转换过程中能有效减少噪声干扰。
• 低误差：增益误差典型值为±20 mV，偏移误差典型值为±2 ±5 mV，保证了转换的准确性。

2.2 低功耗设计

• 自动关机功能：在1ksps时，自动关机可将电源电流降至10µA，大大降低了功耗，适用于对功耗要求较高的应用场景。
• 低电源电流：在150ksps采样率下，典型电源电流仅450µA，进一步体现了其低功耗特性。

2.3 灵活的输入输出

• 真差分输入：LTC1860L和LTC1861L都具有真差分输入，能有效抑制共模噪声。
• 多通道选择：LTC1860L为1通道，LTC1861L为2通道，可根据实际需求选择合适的通道数。
• SPI/MICROWIRE兼容串行I/O：方便与ASIC、PLD、MPU、DSP或移位寄存器等进行数据传输。

2.4 其他特性

• 高采样率 - 功率比：在高速采样的同时保持较低的功耗，适用于紧凑型、低功耗、高速系统。
• 可用于比例测量应用：能与外部参考配合使用，高阻抗模拟输入和可降低至1V满量程的操作能力，可直接连接信号源，减少外部增益级的需求。

三、电气特性

3.1 基本参数

参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
分辨率	-	12	-	-	Bits
无丢失码分辨率	-	12	-	-	Bits
INL（积分非线性）	-	-	±1	-	LSB
过渡噪声	-	-	0.13	-	LSBRMS
增益误差	-	-	±20	-	mV
偏移误差	-	-	±2 ±5	-	mV

3.2 输入输出特性

• 输入电压范围：输入差分电压范围为0 - VREF，绝对输入范围IN + 为 - 0.05 - VCC + 0.05 V，IN - 为 - 0.05 - VCC/2 V。
• 参考电压范围：LTC1860L的SO - 8和MSOP以及LTC1861L的MSOP版本，参考电压范围为1 - VCC V。
• 输入电容：采样模式下CIN为12 pF，转换期间为5 pF。

3.3 电源及温度特性

• 电源电压：VCC范围为2.7 - 3.6 V。
• 工作温度范围：LTC1860LC/LTC1861LC为0°C - 70°C，LTC1860LI/LTC1861LI为 - 40°C - 85°C。
• 存储温度范围： - 65°C - 150°C。

四、工作原理

4.1 LTC1860L工作顺序

转换周期从CONV的上升沿开始，经过tCONV时间后转换完成。若CONV在转换完成后保持高电平，LTC1860L进入睡眠模式，仅消耗泄漏电流。CONV下降沿时，进入采样模式，SDO使能，SCK同步数据传输，数据在SCK下降沿从SDO输出，接收系统在SCK上升沿捕获数据。数据传输完成后，若CONV为低且继续施加SCK时钟，SDO将无限输出零。

4.2 LTC1861L工作顺序

转换周期同样从CONV的上升沿开始，转换完成后若CONV保持高电平进入睡眠模式。CONV下降后，2位数据字在SCK上升沿时钟进入SDI输入，后续SDI输入在下次CONV周期前被忽略。SCK同步数据传输，数据在SCK下降沿传输，上升沿捕获，实现全双工传输。数据传输完成后，若CONV为低且继续施加SCK时钟，SDO将无限输出零。

五、应用场景

5.1 高速数据采集

其高采样率和低功耗特性，使其非常适合高速数据采集系统，能够快速准确地采集模拟信号并转换为数字信号。

5.2 便携式或紧凑型仪器

低功耗和小封装的特点，使其成为便携式或紧凑型仪器的理想选择，如手持测量设备等。

5.3 低功耗电池供电仪器

自动关机功能和低电源电流，能有效延长电池续航时间，适用于电池供电的仪器设备。

5.4 隔离和/或远程数据采集

可在隔离或远程环境中稳定工作，实现数据的准确采集和传输。

六、设计注意事项

6.1 接地

应使用模拟接地平面和单点接地技术，避免使用绕线技术进行面包板测试和评估。为达到最佳性能，建议使用印刷电路板，将接地引脚直接连接到模拟接地平面，尽量缩短引线长度。

6.2 旁路

为保证良好的性能，VCC和VREF引脚必须无噪声和纹波。在转换周期内，VCC/VREF相对于地的电压变化可能会在输出代码中引入误差或噪声。因此，应使用至少1µF的钽电容将VCC和VREF引脚直接旁路到模拟接地平面，并尽量缩短旁路电容的引线。

6.3 模拟输入

由于采用电容重新分配A/D转换技术，LTC1860L/LTC1861L的模拟输入存在电容性开关输入电流尖峰。若源电阻小于200Ω或使用高速运算放大器（如LT1211、LT1469等），这些电流尖峰能快速稳定，不会产生问题。但如果使用大源电阻或慢速稳定的运算放大器驱动输入，需确保电流尖峰引起的瞬态在转换开始前完全稳定。

七、总结

LTC1860L/LTC1861L以其低功耗、高采样率、高分辨率等优点，在众多应用场景中展现出了强大的竞争力。作为电子工程师，在进行相关设计时，充分考虑其特性和设计注意事项，能更好地发挥其性能，实现高效、稳定的模拟到数字的转换。你在实际应用中是否使用过类似的ADC呢？遇到过哪些问题？欢迎在评论区分享你的经验和见解。