TLC3545：高性能14位串行ADC的卓越之旅

 

在电子工程师的日常工作中，模拟 - 数字转换器（ADC）是实现信号数字化处理的关键组件。今天，我们将深入探讨德州仪器（TI）推出的两款高性能14位串行ADC——TLC3541和TLC3545，它们在低功耗、高速转换等方面表现出色，适用于多种应用场景。

文件下载：tlc3545.pdf

核心特性解析

高速采样与内置时钟

TLC3541和TLC3545具备200 KSPS的采样率，能够快速准确地采集模拟信号。同时，它们内置了转换时钟，无需外部复杂的时钟电路，简化了设计过程，提高了系统的稳定性。

高精度转换

这两款ADC的积分非线性（INL）和微分非线性（DNL）最大误差均为±1 LSB，确保了转换结果的高精度。在15 kHz输入频率、200 KSPS采样率的条件下，信号与噪声和失真比（SINAD）达到81.5 dB，无杂散动态范围（SFDR）为95 dB，总谐波失真（THD）为 - 94 dB，为精确测量提供了有力保障。

丰富接口与低功耗设计

它们拥有SPI/DSP兼容的串行接口，SCLK输入最高可达15 MHz，方便与各种处理器进行通信。采用单5V电源供电，具有轨到轨的模拟输入，带宽为500 kHz。此外，还具备自动掉电功能，工作电流为3.5 mA，自动掉电电流仅为5 μA，有效降低了功耗，延长了电池续航时间。

输入选项多样

TLC3541为单通道输入，而TLC3545则提供单通道伪差分输入，用户可以根据实际应用需求进行选择。

引脚功能与电气特性

引脚功能

TLC3541和TLC3545的引脚功能设计合理，方便与外部电路连接。例如，TLC3541的AIN引脚用于模拟输入，CS引脚用于芯片选择，FS引脚用于DSP帧同步输入等；TLC3545的AINO(+)和AIN1(-)引脚构成伪差分输入，满足不同的测量需求。

电气特性

在推荐的工作条件下，它们的各项电气特性表现优异。如电源电压范围为4.5 - 5.5 V，SCLK频率最高可达15 MHz，外部参考电压输入范围为4 V - VDD等。这些特性确保了在不同的工作环境下，ADC都能稳定可靠地工作。

工作原理剖析

初始化与复位

TLC3541和TLC3545在上电后需要进行一次复位周期初始化。通过将CS引脚拉低至少一个SCLK下降沿，但不超过8个SCLK下降沿，然后再将CS引脚拉高，即可完成复位。若复位周期有效，SDO输出的数据为3FC0h，可据此判断复位是否成功。

采样与转换

采样时间为20个SCLK周期，从CS输入（或TLC3541的FS输入）的有效信号期间接收到的第5个SCLK开始。转换在第24个SCLK下降沿后启动，最长需要2.67 μs完成。为避免转换提前终止，应确保在下一个CS下降沿（或TLC3541的FS上升沿）之前有足够的转换时间。若转换周期提前结束，SDO输出的数据同样为3FC0h。

控制方式

TLC3541有多种控制方式：通过引脚1的CS控制（FS在CS下降沿时为高），适用于具有SPI接口的微控制器；通过引脚7的FS控制（CS接地），常用于与DSP连接的典型配置。TLC3545则主要通过引脚1的CS输入进行控制。

应用领域与注意事项

应用领域

TLC3541和TLC3545适用于自动测试设备（ATE）系统、工业过程控制等领域。在这些应用中，它们的高精度、低功耗和高速转换特性能够满足对信号采集和处理的要求。

注意事项

在使用过程中，需要注意电源电压、时钟频率、参考电压等参数应在推荐的工作范围内。同时，要确保采样和转换周期有足够的时间，避免数据错误。另外，还需关注引脚的连接方式和信号的时序要求，以保证ADC的正常工作。

TLC3541和TLC3545以其卓越的性能和丰富的特性，为电子工程师在设计模拟 - 数字转换电路时提供了可靠的选择。通过深入了解它们的工作原理和应用方法，我们可以更好地发挥其优势，为各种电子系统的开发带来便利。你在使用这两款ADC的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。