LTC1860L/LTC1861L：低功耗高速12位ADC的卓越之選

在電子設計領域，模擬到數字的轉換是一個關鍵環節。而LTC1860L/LTC1861L這兩款12位A/D轉換器，憑借其出色的性能和特性，為工程師們提供了一個優秀的解決方案。今天，我們就來深入了解一下這兩款轉換器。

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一、產品概述

LTC1860L/LTC1861L采用MSOP和SO - 8封裝，工作在單3V電源下。在150ksps的采樣率下，其電源電流僅為450μA，并且在較低采樣速度時，由于它們會在轉換之間自動斷電，電源電流會進一步下降。這兩款轉換器屬于12位開關電容逐次逼近型ADC，還包含采樣保持電路。其中，LTC1860L具有差分模擬輸入和外部參考引腳，LTC1861L則在MSOP版本中提供軟件可選的2通道MUX和外部參考引腳。

二、產品特性

2.1 高性能指標

• 高分辨率：具備12位分辨率，無丟失碼，INL（積分非線性）典型值為±1 LSB，能提供較為精確的轉換結果。
• 低噪聲：過渡噪聲為0.13 LSBRMS，在轉換過程中能有效減少噪聲干擾。
• 低誤差：增益誤差典型值為±20 mV，偏移誤差典型值為±2 ±5 mV，保證了轉換的準確性。

2.2 低功耗設計

• 自動關機功能：在1ksps時，自動關機可將電源電流降至10μA，大大降低了功耗，適用于對功耗要求較高的應用場景。
• 低電源電流：在150ksps采樣率下，典型電源電流僅450μA，進一步體現了其低功耗特性。

2.3 靈活的輸入輸出

• 真差分輸入：LTC1860L和LTC1861L都具有真差分輸入，能有效抑制共模噪聲。
• 多通道選擇：LTC1860L為1通道，LTC1861L為2通道，可根據實際需求選擇合適的通道數。
• SPI/MICROWIRE兼容串行I/O：方便與ASIC、PLD、MPU、DSP或移位寄存器等進行數據傳輸。

2.4 其他特性

• 高采樣率 - 功率比：在高速采樣的同時保持較低的功耗，適用于緊湊型、低功耗、高速系統。
• 可用于比例測量應用：能與外部參考配合使用，高阻抗模擬輸入和可降低至1V滿量程的操作能力，可直接連接信號源，減少外部增益級的需求。

三、電氣特性

3.1 基本參數

3.2 輸入輸出特性

• 輸入電壓范圍：輸入差分電壓范圍為0 - VREF，絕對輸入范圍IN + 為 - 0.05 - VCC + 0.05 V，IN - 為 - 0.05 - VCC/2 V。
• 參考電壓范圍：LTC1860L的SO - 8和MSOP以及LTC1861L的MSOP版本，參考電壓范圍為1 - VCC V。
• 輸入電容：采樣模式下CIN為12 pF，轉換期間為5 pF。

3.3 電源及溫度特性

• 電源電壓：VCC范圍為2.7 - 3.6 V。
• 工作溫度范圍：LTC1860LC/LTC1861LC為0°C - 70°C，LTC1860LI/LTC1861LI為 - 40°C - 85°C。
• 存儲溫度范圍： - 65°C - 150°C。

四、工作原理

4.1 LTC1860L工作順序

轉換周期從CONV的上升沿開始，經過tCONV時間后轉換完成。若CONV在轉換完成后保持高電平，LTC1860L進入睡眠模式，僅消耗泄漏電流。CONV下降沿時，進入采樣模式，SDO使能，SCK同步數據傳輸，數據在SCK下降沿從SDO輸出，接收系統在SCK上升沿捕獲數據。數據傳輸完成后，若CONV為低且繼續施加SCK時鐘，SDO將無限輸出零。

4.2 LTC1861L工作順序

轉換周期同樣從CONV的上升沿開始，轉換完成后若CONV保持高電平進入睡眠模式。CONV下降后，2位數據字在SCK上升沿時鐘進入SDI輸入，后續SDI輸入在下次CONV周期前被忽略。SCK同步數據傳輸，數據在SCK下降沿傳輸，上升沿捕獲，實現全雙工傳輸。數據傳輸完成后，若CONV為低且繼續施加SCK時鐘，SDO將無限輸出零。

五、應用場景

5.1 高速數據采集

其高采樣率和低功耗特性，使其非常適合高速數據采集系統，能夠快速準確地采集模擬信號并轉換為數字信號。

5.2 便攜式或緊湊型儀器

低功耗和小封裝的特點，使其成為便攜式或緊湊型儀器的理想選擇，如手持測量設備等。

5.3 低功耗電池供電儀器

自動關機功能和低電源電流，能有效延長電池續航時間，適用于電池供電的儀器設備。

5.4 隔離和/或遠程數據采集

可在隔離或遠程環境中穩定工作，實現數據的準確采集和傳輸。

六、設計注意事項

6.1 接地

應使用模擬接地平面和單點接地技術，避免使用繞線技術進行面包板測試和評估。為達到最佳性能，建議使用印刷電路板，將接地引腳直接連接到模擬接地平面，盡量縮短引線長度。

6.2 旁路

為保證良好的性能，VCC和VREF引腳必須無噪聲和紋波。在轉換周期內，VCC/VREF相對于地的電壓變化可能會在輸出代碼中引入誤差或噪聲。因此，應使用至少1μF的鉭電容將VCC和VREF引腳直接旁路到模擬接地平面，并盡量縮短旁路電容的引線。

6.3 模擬輸入

由于采用電容重新分配A/D轉換技術，LTC1860L/LTC1861L的模擬輸入存在電容性開關輸入電流尖峰。若源電阻小于200Ω或使用高速運算放大器（如LT1211、LT1469等），這些電流尖峰能快速穩定，不會產生問題。但如果使用大源電阻或慢速穩定的運算放大器驅動輸入，需確保電流尖峰引起的瞬態在轉換開始前完全穩定。

七、總結

LTC1860L/LTC1861L以其低功耗、高采樣率、高分辨率等優點，在眾多應用場景中展現出了強大的競爭力。作為電子工程師，在進行相關設計時，充分考慮其特性和設計注意事項，能更好地發揮其性能，實現高效、穩定的模擬到數字的轉換。你在實際應用中是否使用過類似的ADC呢？遇到過哪些問題？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。