一款非常可靠耐用的模数转换器--ADC120

描述

在工业中,有时并不愿对一套经过验证的解决方案作出改动,尤其是这套解决方案已经进行了一整套鉴定程序,或者已经使用多年。意法半导体为业界推荐一款非常可靠耐用的模数转换器--ADC120。多年来,该产品的结构效率久经考验,始终是保持数据完整性的不二之选。ADC120是一种12位逐次逼近寄存器模数转换器,能够在50 kspsp-1 Msps的速率下转换8种不同的信号。

卓越的线性度

模数转换器

ADC120的架构基于逐次逼近寄存器。信号首先采用追踪保持装置进行存储,然后根据与DAC发出的预定值的比较结果,使用电容阵列逐位转换。良好的线性度仰仗于电容阵列匹配度、低导通电阻的开关元件和低失调低噪声比较器。ADC120是一种12位转换器。其静态线性性能由差分非线性度(DNL)表示,最大值为+/-0.8LSB。这意味着ADC120的每一次步进与其理想值之间的最大差值为0.8 LSB。在此提醒,如果AVDD为3.3 V,ADC120的最小平均位则为800 µV。积分非线性度(INL)最大为1.1 LSB,这代表了整个传递函数与理想曲线的最大差值。上述参数可有效用于50ksps至1 Msps的整个频率范围。此外,ADC120的动态性能基本上由有效位数(ENOB)(通常为11.7位)反映出来,证实了ADC120在整个采样频率范围内都具有出色的线性度。对于要求具有该种灵活的采样频率的应用,ADC120会是一个理想的选择。  

电源和输入要求

ADC120设有两个电源。模拟电源AVCC的额定电压范围为2.7 V至3.6 V,非常适合MCU操作设备或电池供电设备。该AVCC还可作为内部参考电压使用,也就是,施加到输入的最大允许信号必须介于0和AVCC之间。为此,建议使用静音AVCC来获得最佳设备性能。数字电源DVCC的额定电压范围同样为2.7V至3.6 V。要获得最佳性能,建议将AVCC和DVCC设置为相同的值。

ADC120上可以应用8路不同的单端输入信号,这对于需要监测多个通道的应用而言大有裨益。内部多路复用器会将所选通道驱动至ADC跟踪保持装置。通道通过使用3位的内部寄存器映射进行选择,并由SPI接口进行驱动。   通常必须在每路输入上设置一个抗混叠滤波器。使用的抗混叠滤波器为带RC组件的简单低通滤波器,其截止频率在FS/2奈奎斯特判据以下,以去除不良信号,满足所需频带要求。由于之前电子设备的固有局限性,有时可以采用隐式抗混叠滤波器。  

简单的4线SPI接口

ADC120例如通过4线兼容SPI连接到MCU或FPGA。必须将片选信号(CSn)驱动至低电平才能开始转换。时钟信号SCLK由MCU发送到芯片。要完全转换样本,需要16个时钟周期,因此SCLK频率必须是采样频率的16倍。

主要有两种信号转换模式,即,触发模式和连续模式。在触发模式下,CSn信号将会在两个转换周期之间被驱动至高电平,从而响应大多数根据比例转换/功耗而优化的应用程序。在另一方面,对于需要最高通量的应用程序,连续模式是最佳选择。在该种模式下,CSn在两个转换周期之间保持低电平,电路在两个转换周期之间自动进入掉电状态。

数据输入DIN作为SPI数字输入,用于写入地址寄存器,其中,该地址寄存器是要转换的通道。数据输出DOUT引脚为SPI数字输出引脚,转换后的信号在该引脚上传输到MCU,每16个时钟周期采样一次,MSB在前。  

稳定性和高度可靠性

ADC120符合工业温度等级要求,可保证在-40℃至125℃的温度范围内适用于多种室内或室外监测。该设备还具有防静电保护,可承受4kV HBM。

【ADC120采用16引脚TSSOP封装】

便捷演示板

开始使用ADC120时,可以使用st.com上提供的演示版(部件号:STEVAL-AKAI001V1)。该演示板将有助于用户对多种信号进行测量。为此,可以使用TSX711缓冲器测量参考电压TS3431,或者通过不同的方式测量温度,如使用TSU112放大的APT100电阻器或STLM20温度传感器。也可以使用TSX711测量其他一些可配置的增益输入。  

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