LTC6912双通道可编程增益放大器，具有串行数字接口技术手册

概述
LTC6912 是双通道、低噪声、数字可编程增益放大器 （PGA） 系列，易于使用，占用的 PC 板空间非常小。两个通道的增益均可使用 3 线 SPI 接口独立编程，以选择 0、1、2、5、10、20、50 和 100V/V （LTC6912-1） 的电压增益;以及 0、1、2、4、8、16、32 和 64V/V （LTC6912-2）。所有增益都是反相的。

LTC6912 系列由 2 个具有轨到轨输出的匹配放大器组成。当使用运行时，它们还将处理轨到轨输入信号。在 AGND 引脚内部生成的半电源基准支持单电源应用。LTC6912-X 系列采用 2.7V 至 10.5V 的单电源或分离电源供电，采用微型 SSOP 和 DFN-12 封装。
数据表：*附件：LTC6912双通道可编程增益放大器，具有串行数字接口技术手册.pdf

应用

• 数据采集系统
• 动态增益变化
• 自动测距电路
• 自动增益控制

特性

• 2 个通道，具有独立的增益控制
  • LTC6912-1：（0、1、2、5、10、20、50 和 100V/V）
  • LTC6912-2：（0、1、2、4、8、16、32 和 64V/V）
• 失调电压 = 2mV （最大值） （–40°C 至 85°C）
• 通道间增益匹配：0.1dB （最大值）
• 3 线 SPI^TM^ 接口
• 高增益时扩展增益带宽
• 可提供有线 OR 输出（2：1 模拟多路复用器功能）
• 低功耗硬件关断（仅限 GN-16,2.7V 时最大 2μA）
• 轨到轨输入范围
• 轨到轨输出摆幅
• 单电源或双电源：2.7V 至 10.5V 总计
• 输入噪声：12.6nV/√Hz
• 总系统动态范围达 115dB
• 16 引脚 GN （SSOP） 或 12 引脚 DFN 封装选项

典型应用

串行接口规格

注释

1. 绝对最大额定值是指超过这些值可能会损害器件使用寿命的数值。
2. LTC6912 - 1C和LTC6912 - 1L在 - 40°C至85°C的工作温度范围内可保证功能正常。LTC6912 - 1H在 - 40°C至125°C的工作温度范围内可保证功能正常。
3. LTC6912 - 1C的规格性能是在0°C至70°C下测量确定的，LTC6912 - 1L按预期或要求应在 - 40°C至85°C达到指定性能，但未在此温度范围内进行测试或鉴定；LTC6912 - 1H在 - 40°C至85°C范围内可保证达到指定性能，LTC6912 - 1H在 - 40°C至125°C范围内保证达到指定性能。
4. 输出电压摆幅是指输出与相应电源轨之间的差值。
5. 不建议在高于150°C（对于GN封装）和125°C（对于DFN封装）的温度下进行输出短路操作。
6. 增益不能通过输出电压在电源电压约30% - 70%范围内摆动的大信号直流测试来测量。
7. 通道间隔离度的测量方法是：向一个通道施加200kHz输入信号，使其输出产生1V有效值的变化，测量另一个通道相对于AGND的输出电压有效值。隔离度计算公式为：隔离度 = 20×log_{10}(frac{V_{OUTB}}{V_{OUTA}}) （单位：dB）。高通道间隔离度很大程度上取决于正确的电路布局。更多信息请参见应用信息部分。
8. 相对于INA或INB输入的失调电压是(1 + 1/增益)乘以内部OP放大器的失调电压，其中增益为标称增益值。典型的失调电压值仅适用于25°C。更多信息请参见应用信息部分。
9. 在给定增益设置下，输入电阻的部件间差异约为±30% 。
10. 通过设计保证，无需测试。
11. 状态13、14和15（二进制110xx）未使用。将通道编程为这些状态之一，会使该通道进入低功耗关闭状态。需要注意的是，将通道编程为状态15（二进制11111）会导致该通道消耗高达20mA的电源电流，不建议这样做。

典型性能特征

应用信息

功能描述

LTC6912 - X是一款小尺寸、宽带、反相双通道放大器，其电压增益可独立编程。每个通道都可通过三线串行数字接口选择八种电压增益，该接口兼容TTL或CMOS逻辑电平（见图5）。表1和表2分别列出了LTC6912 - 1和LTC6912 - 2的标称增益。在放大器内部，通过切换与闭环运算放大器电路匹配阵列中的电阻来实现增益控制（见图1）。各独立放大器的带宽在“典型性能特征”部分的增益设置测量频率响应中显示。

三线SPI接口说明

每个放大器的增益控制可通过三线SPI接口独立编程（见图5）。LTC6912三线串行接口的逻辑电平兼容TTL/CMOS。当**overline{CS/LD}为低电平时，串行数据D_{IN}**在时钟上升沿移入8位移位寄存器，最高有效位（MSB）先传输。**D_{OUT}**上的串行数据在时钟下降沿移位输出。**overline{CS/LD}上升沿会锁存移位寄存器的内容，加载到8位D锁存器中，并在芯片内部禁用时钟。D锁存器的高四位（4个最高有效位）配置B通道放大器的增益，低四位（4个最低有效位）配置A通道放大器的增益。表1和表2详细列出了相应的标称增益。在将overline{CS/LD}**拉低之前，务必确保CLK为低电平，以避免向8位移位寄存器输入额外的时钟脉冲（见图5）。

**D_{OUT}在所有状态下均有效，因此D_{OUT}**不能与其他SPI输出“线或”。

LTC6912可与其他LTC6912或其他具有串行接口的器件进行SPI级联，方法是将D_{OUT}连接到下一个芯片的D_{IN}，同时CLK和**overline{CS/LD}对菊花链中的所有芯片保持公共连接。串行数据在overline{CS/LD}**信号拉高时同步时钟到所有芯片，从而同时更新所有芯片。图6展示了两个LTC6912进行SPI菊花链连接的示例。

配置

建议在数据传输间隙，串行接口信号保持空闲状态，以尽量减少数字噪声耦合到模拟路径中。

上电复位

初次通电时，上电复位状态下两个放大器均处于低功耗软件关断状态（状态 = 8）（见表1和表2 ）。在此状态下，两个模拟放大器均被禁用，其输入和输出均断开。为便于在使用该器件的应用中进行应用，其具有一个2:1模拟多路复用器，通过它放大器的输出可以进行线或连接，并且LTC6912可以交替选择通道A和通道B。如果输出进行线或连接，必须注意确保软件关断状态（状态 = 8）始终在两个通道中的一个通道上被编程。

时序限制

CMOS增益控制逻辑的建立时间通常为几纳秒，比模拟信号路径的速度更快。当放大器的增益发生变化时，限制时序的因素是模拟部分。与任何可编程增益放大器一样，每次增益变化都会导致放大器输出产生瞬变，因为放大器的输出会以有限速度向不同缩放版本的输入信号移动。LTC6912的模拟路径会以特征时间常数或时间尺度tau 稳定下来，该时间尺度是一阶带限响应的标准值：
[ tau = 0.35/f_{-3dB} ]
详见“典型性能特征”部分的“ - 3dB带宽与增益设置”图表。