利用一款准确的ADC来对一个准确的传感器进行数字化处理
mark thoren
ltc2450是一款采用2mm x 2mm dfn封装的16位、单端输入、δσ adc,不过，千万不要因为这款器件外形尺寸小和成本低就小瞧它。ltc2450拥有引人注目的dc规格，包括2lsb inl、2lsb偏移和一个0.01%的增益误差，从而使其成为诸多高端工业传感器以及多种数据采集、测量、控制和通用型电压监视应用的理想选择。
利用一款准确的adc来对一个准确的传感器进行数字化处理
setra model 270是一款非常精准的气压传感器，经常在气像站和半导体制造过程中使用。600至1100毫巴的输入范围对应于一个0v至5v输出。尽管它具有很高的准确度，但并不需要借助一个昂贵的adc来充分利用该传感器的性能。对于270所拥有的0.05%准确度而言，ltc2450的dc规格可谓绰绰有馀。图1示出了基本的连接，而图2则示出了上落楼梯时所发生的气压变化(在每一楼阶.上休息片刻)。在进行了2500次采样之后，传感器被放置在楼梯最下面的一级，并仅测量环境压力中的变化。该曲线图末端处的尖峰是由于门的开启和关闭所致。setra 270必须被视作一个四端子器件，因为负输出的标称值比负激励电压高5v。图3示出了一个用于传感器激励的隔离型电源，而且，4.7μf电容器可避免开关噪声对测量产生影响。
图1：16位的气压测量
图2：楼梯压力
图3 : 24v隔离型激励电源
不那么明显的特点
混合信号设计师常常试图通过对样本进行平均处理，以从一个adc获得更高的分辨率。平均处理缩减了信号带宽，并改善了分辨率，但它消耗了处理资源，造成固件的复杂化，并要求必需采用一个快速adc (即使应用有可能只需要一个低得多的数据速率)。而且，它并未改善准确度。ltc2450具有非常高的固有准确度，且拥有执行平均处理的能力。ltc2450的前端采样速率为3.9msps，利用一个sinc1数字滤波器将其抽取至每秒执行30次采样操作。该滤波器的有效带宽约为30hz，这意味著30hz至3.9mhz之间的噪声得到了极大的衰减。当与一个简单的单极点滤波器组合起来使用时，宽带噪声通常就不是-一个问题了。
ltc2450的一个突破性的特点是其采用了专有的调制器开关方案，与其他具有相似规格的adc相比，该方案使平均输入电流减小了几个数量级。一般而言，由于流过电阻器的adc平均输入电流的原因，rc滤波器会产生偏移和增益误差。ltc2450具有非常低的平均采样电流(仅50na)，因此，当采用一个ik、0.1μf滤波器时，产生的误差将小于ilsb。该滤波器完全足以限制大多数用于驱动adc的有源器件的宽带噪声，并防止来自调制器的采样电流“尖峰”对信号源产生不良的影响。
结论
很多制造商声称其精准adc拥有高达32位的分辨率，而分辨率在8位至32位之间的可选adc则是品种繁多(常常配有内容很费解的产品手册)，因而让人感到无所适从，那么，诸如ltc2450等“中等速度、中等分辨率”器件的用武之地又在哪里呢?当您将采用4位半(40,000个读数)数字电压表来测试电路时，ltc2450就是非常合适的选择。在性能范围的另一端，ltc2450的经济性优于许多12位adc。下一次您寻找adc时，不妨考虑一下ltc2450。它可能恰好满足您的性能要求，而所占用的板级空间则“极小”， 这与其“极低”的价格(以千片批购价为每片1.15美元)十分“匹配”。
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ltc2450是一款采用2mm x 2mm dfn封装的16位、单端输入、δσ adc,不过，千万不要因为这款器件外形尺寸小和成本低就小瞧它。ltc2450拥有引人注目的dc规格，包括2lsb inl、2lsb偏移和一个0.01%的增益误差，从而使其成为诸多高端工业传感器以及多种数据采集、测量、控制和通用型电压监视应用的理想选择。
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setra model 270是一款非常精准的气压传感器，经常在气像站和半导体制造过程中使用。600至1100毫巴的输入范围对应于一个0v至5v输出。尽管它具有很高的准确度，但并不需要借助一个昂贵的adc来充分利用该传感器的性能。对于270所拥有的0.05%准确度而言，ltc2450的dc规格可谓绰绰有馀。图1示出了基本的连接，而图2则示出了上落楼梯时所发生的气压变化(在每一楼阶.上休息片刻)。在进行了2500次采样之后，传感器被放置在楼梯最下面的一级，并仅测量环境压力中的变化。该曲线图末端处的尖峰是由于门的开启和关闭所致。setra 270必须被视作一个四端子器件，因为负输出的标称值比负激励电压高5v。图3示出了一个用于传感器激励的隔离型电源，而且，4.7μf电容器可避免开关噪声对测量产生影响。
图1：16位的气压测量
图2：楼梯压力
图3 : 24v隔离型激励电源
不那么明显的特点
混合信号设计师常常试图通过对样本进行平均处理，以从一个adc获得更高的分辨率。平均处理缩减了信号带宽，并改善了分辨率，但它消耗了处理资源，造成固件的复杂化，并要求必需采用一个快速adc (即使应用有可能只需要一个低得多的数据速率)。而且，它并未改善准确度。ltc2450具有非常高的固有准确度，且拥有执行平均处理的能力。ltc2450的前端采样速率为3.9msps，利用一个sinc1数字滤波器将其抽取至每秒执行30次采样操作。该滤波器的有效带宽约为30hz，这意味著30hz至3.9mhz之间的噪声得到了极大的衰减。当与一个简单的单极点滤波器组合起来使用时，宽带噪声通常就不是-一个问题了。
ltc2450的一个突破性的特点是其采用了专有的调制器开关方案，与其他具有相似规格的adc相比，该方案使平均输入电流减小了几个数量级。一般而言，由于流过电阻器的adc平均输入电流的原因，rc滤波器会产生偏移和增益误差。ltc2450具有非常低的平均采样电流(仅50na)，因此，当采用一个ik、0.1μf滤波器时，产生的误差将小于ilsb。该滤波器完全足以限制大多数用于驱动adc的有源器件的宽带噪声，并防止来自调制器的采样电流“尖峰”对信号源产生不良的影响。
结论
很多制造商声称其精准adc拥有高达32位的分辨率，而分辨率在8位至32位之间的可选adc则是品种繁多(常常配有内容很费解的产品手册)，因而让人感到无所适从，那么，诸如ltc2450等“中等速度、中等分辨率”器件的用武之地又在哪里呢?当您将采用4位半(40,000个读数)数字电压表来测试电路时，ltc2450就是非常合适的选择。在性能范围的另一端，ltc2450的经济性优于许多12位adc。下一次您寻找adc时，不妨考虑一下ltc2450。它可能恰好满足您的性能要求，而所占用的板级空间则“极小”， 这与其“极低”的价格(以千片批购价为每片1.15美元)十分“匹配”。
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