高精度AD转换器LTC1606及其应用

高精度AD转换器LTC1606及其应用,AD converter LTC1606

高精度AD转换器LTC1606及其应用

技术分类： 模拟设计  微处理器与DSP  | 2008-02-15
来源：国外电子元器件 | 作者：李维林 栾海峰

　　１　ＬＴＣ１６０６的主要特点

　　ＬＴＣ１６０６是ＬＩＮＥＡＲ公司生产的具有采样保持功能的１６位高速ＡＤＣ。该ＡＤＣ分辨率高，采样速率高、功耗小，可在高精度的数据采集系统中广泛应用。其主要特点如下：

　　●含有１６位采样保持功能的模数转换器；

　　●２５０ｋＨｚ采样速率，信噪比达９０ｄＢ；

　　●信号输入范围为±１０Ｖ；

　　●采用单５Ｖ电源供电，典型功耗为７５ｍＷ；

　　●片内自带基准源，也可以外接基准源；

　　●片内自带同步时钟；

　　●采用２８脚ＳＳＯＰ封装；

　　●带有和ＭＣＵ兼容的１６位并行输出端口。

　　２　ＬＴＣ１６０６的引脚介绍及使用说明

　　２．１ ＬＴＣ１６０６的引脚介绍

　　ＬＴＣ１６０６的引脚排列图如图１所示，各引脚功能及使用说明如下：

　　ＶＩＮ：模拟量输入端，使用时应通过２００Ω的电阻连接到需转换的模拟输入，满量程为±１０Ｖ；

　　ＡＧＮＤ１、ＡＧＮＤ２：模拟地；

　　ＲＥＦ：２．５Ｖ基准源输入端，通常接２．２μＦ的旁路钽电容，也可以接外部基准源；

　　ＣＡＰ：基准缓冲输出，应接１０μＦ电容旁路到地；

　　Ｄ１５～ Ｄ８：三态数据输出端，当ＣＳ为高或Ｒ／Ｃ 为低时，输出为高阻态；

　　ＤＧＮＤ：数字地；

　　Ｄ７～Ｄ０：三态数据输出端，当ＣＳ为高或Ｒ／Ｃ 为低时，输出为高阻态；

　　ＢＹＴＥ：字节选择端，当ＢＹＴＥ端接低电平时，Ｄ１５～Ｄ０按１６位并行输出数据；当ＢＹＴＥ端接高电平时，高８位和低８位分两次并行输出；

　　Ｒ／ Ｃ：Ｒｅａｄ／Ｃｏｎｖｅｒｔ输入端，当ＣＳ为低时，在 Ｒ／ Ｃ端的下降沿启动采样保持器并进行模数转换，并在Ｒ／ Ｃ的上升沿将使能数据输出；

　　ＣＳ：片选端，当Ｒ／ Ｃ为低时，在ＣＳ引脚的下降沿启动模数转换，当Ｒ／Ｃ 为高时，在ＣＳ引脚的下降沿使能数据输出；

　　ＢＵＳＹ：模数转换状态输出引脚。当进行模数转换时，该引脚输出低电平，当ＢＵＳＹ端产生一上升沿时，表示模数转换结束，数据输出端有效。当ＢＵＳＹ产生上升沿时，ＣＳ和Ｒ／ Ｃ必须为高；

　　ＶＡＮＡ：模拟５Ｖ电源输入端，接０．１μＦ的陶瓷电容和１０μＦ的钽电容旁路到地；

　　ＶＤＩＧ：数字５Ｖ电源输入端，使用时接到ＶＡＮＡ。

　　２．２ Ａ／Ｄ转换的启动和数据读取

　　ＬＴＣ１６０６在ＣＳ和Ｒ／ Ｃ脚的共同作用下，可在下述两种情况下开始一次Ａ／Ｄ转换：一是当Ｒ／ Ｃ脚为低电平时，将在ＣＳ引脚的脉冲下降沿启动一次Ａ／Ｄ转换。该负跳变脉冲至少应持续４０ｎｓ，且最大脉冲宽度应不超过６μｓ。二是当ＣＳ引脚为低电平时，可在Ｒ／ Ｃ脚的脉冲下降沿启动一次Ａ／Ｄ转换。这种方式对负跳变脉冲的要求与第一种情况相同。

　　在一次Ａ／Ｄ转换启动后，ＢＵＳＹ脚将变为低电平并保持直至本次转换完成。当ＢＵＳＹ为低时，新的转换命令将不起作用。应注意的是，在ＢＵＳＹ变高之前，Ｒ／ Ｃ和ＣＳ必须变为高，否则将启动一次无效的转换过程。

　　ＬＴＣ１６０６的转换结果以二进制补码的形式并行输出。转换结果可按字１６位读取，也可按字节８位分两次读取。在一次转换完成之后，转换结果送入输出寄存器锁存。当且仅当Ｒ／ Ｃ为高电平而ＣＳ为低电乎时，转换结果才能被读取。

　　芯片转换结果输出线的高字节和低字节的位置可用ＢＹＴＥ脚电平的变化加以改变，这样ＬＴＣ１６０６芯片与１６位数据总线和８位数据总线的微处理器均能接口，可满足不同的应用场合，从而使ＬＴＣ１６０６具有较广的应用范围。

　　３　高精度数据采集电路设计

　　ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０ｘ是德州仪器（ＴＩ）公司推出的基于Ｃ２ｘＬＰ １６位定点低功耗的数字信号处理器系列，该系列可用于各种数字伺服控制和嵌入式控制系统。２４０ｘ系列ＤＳＰ芯片除具有ＤＳＰ芯片共有的速度快的特点外，最大的特点是片上集成了大量的外围资源，主要包括双存取ＲＡＭ以及ＦＬＡＳＨ和两个事件管理模块ＥＶＡ、ＥＶＢ，在事件管理模块中主要有以下功能模块：定时器、ＰＷＭ信号发生器、ＣＡＮ现场总线接口、ＳＣＩ串行通信接口、看门狗定时器以及通用的双向数字Ｉ／Ｏ端口等。

　　笔者在研究海洋重力传感器的信号提取过程中，为了实现高精度的信号采集进行了大量的数据处理运算，并且以此为基础实现了伺服控制。应用时采用ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ作为这个系统的主控芯片，通过ＬＴＣ１６０６实现对模拟信号的采集和模数转换，图２所示为数据采集部分的电路原理图。