探索LTC2414/LTC2418：24位无延迟ΔΣ ADC的卓越性能

在电子工程师的日常工作中，高精度数据采集始终是一项关键任务。而LTC2414/LTC2418这两款8/16通道24位无延迟ΔΣ ADC，无疑为我们提供了一个强大的解决方案。今天，就让我们深入了解一下这两款ADC的特点、性能和应用。

文件下载：LTC2414.pdf

1. 产品概述

LTC2414/LTC2418是Linear Technology公司推出的8/16通道（4/8差分）微功耗24位ΔΣ模数转换器。它们工作在2.7V至5.5V的单电源下，集成了振荡器，具有2ppm的积分非线性（INL）和0.2ppm的均方根（RMS）噪声。采用ΔΣ技术，为多路复用应用提供单周期稳定时间。

2. 产品特性

2.1 输入通道配置灵活

LTC2414/LTC2418可以配置为8/16通道单端输入或4/8通道差分输入，满足不同应用场景的需求。

2.2 低功耗设计

具有低电源电流，正常工作时为200µA，自动睡眠模式下仅4µA，有效延长设备的续航时间。

2.3 高精度性能

• 差分输入和差分参考，共模范围从GND到(V_{CC})，INL为2ppm，无漏码。
• 满量程误差2.5ppm，偏移误差0.5ppm，噪声仅0.2ppm。

2.4 无延迟特性

数字滤波器在单周期内稳定，即使在选择新通道后，每次转换也能保证准确。

2.5 单电源操作

支持2.7V至5.5V的单电源供电，简化了电路设计。

2.6 内部振荡器

无需外部组件，降低了设计成本和复杂度。

2.7 高抗干扰能力

在50Hz/60Hz处具有110dB的陷波滤波器，有效抑制电源干扰。

3. 应用领域

3.1 直接传感器数字化

可直接将传感器的模拟信号转换为数字信号，广泛应用于各种传感器系统。

3.2 称重秤

高精度的测量能力使其成为称重秤的理想选择。

3.3 直接温度测量

能够准确测量温度，为温度监测系统提供可靠的数据。

3.4 气体分析仪

满足气体分析对高精度数据采集的要求。

3.5 应变计传感器

在应变计传感器应用中，提供精确的测量结果。

3.6 仪器仪表和数据采集

适用于各种仪器仪表和数据采集系统，确保数据的准确性和可靠性。

3.7 工业过程控制

为工业过程控制提供高精度的测量和反馈，提高生产效率和质量。

4. 电气特性

4.1 分辨率和线性度

分辨率为24位，无漏码，保证了高精度的测量。在不同的电源电压和参考电压条件下，INL表现出色。

4.2 误差指标

包括偏移误差、满量程误差和总未调整误差等，各项误差指标都控制在较低水平，确保测量的准确性。

4.3 噪声性能

输出噪声低至1ppm的(V_{REF})，有效减少了噪声对测量结果的影响。

4.4 抗干扰能力

在直流和交流情况下，对输入共模、参考共模和电源的抑制能力都很强，保证了在复杂环境下的稳定工作。

5. 引脚配置和功能

5.1 模拟输入引脚

CH0 - CH15为模拟输入引脚，可配置为单端或差分模式。

5.2 电源引脚

(V_{CC})为正电源电压，需通过电容进行旁路。

5.3 参考引脚

(REF+)和(REF-)为差分参考输入，需保证(REF+)比(REF-)至少高0.1V。

5.4 控制引脚

• CS：片选信号，低电平有效，用于使能SDO输出和唤醒ADC。
• SDO：三态数字输出，用于输出转换结果。
• SCK：双向数字时钟引脚，可用于内部或外部时钟模式。
• (F_{0})：频率控制引脚，用于控制ADC的陷波频率和转换时间。
• SDI：串行数字数据输入，用于输入通道选择地址。

6. 工作模式和操作流程

6.1 操作周期

LTC2414/LTC2418的操作周期包括转换、低功耗睡眠和数据输入/输出三个状态。

6.2 转换时钟

采用内部高精度振荡器，无需外部频率设置组件，在50Hz或60Hz ±2%处实现至少110dB的抑制。

6.3 易用性

数据输出无延迟，每次转换与输出数据一一对应，便于多路复用。同时，在每个转换周期进行偏移和满量程校准，保证了测量的稳定性。

6.4 上电序列

当电源电压(V_{CC})低于约2V时，自动进入内部复位状态；高于该阈值时，产生内部上电复位（POR）信号，清除内部寄存器并开始正常转换。

6.5 参考电压范围

接受真正的差分外部参考电压，范围从0.1V到(V_{CC})。降低参考电压可提高INL性能和在外部时钟下的输出数据率。

6.6 输入电压范围

模拟输入的共模范围为GND - 0.3V至(V{CC}+0.3V)，可接受的差分输入信号范围为(-0.5 cdot V{REF})到(0.5 cdot V_{REF})。

6.7 输入数据格式

通过8位字更新通道选择，前3位为控制位，后5位为通道地址位。

7. 总结

LTC2414/LTC2418以其高精度、低功耗、灵活的配置和易用性，成为了数据采集领域的优秀选择。无论是在工业控制、传感器应用还是仪器仪表等领域，都能发挥出其卓越的性能。电子工程师们在设计相关系统时，可以充分考虑这款ADC，以实现高效、准确的数据采集。大家在使用过程中有没有遇到过什么问题呢？或者对这款ADC还有哪些方面想进一步了解？欢迎在评论区留言讨论。