特征

單電源3.3V操作

內(nèi)置采樣和保持

大多數(shù)MPU串行端口的直接3線接口

所有MPU并行端口

30kHz最大吞吐量

主要規(guī)格

最低保證供電電壓：2.7V

分辨率：12位

快速轉(zhuǎn)換時(shí)間：最高24μs超溫。

低供電電流：1.0mA

應(yīng)用程序

電池供電儀器

數(shù)據(jù)記錄器

數(shù)據(jù)采集模塊

說明

LTC®1287是一個(gè)3V數(shù)據(jù)采集組件包含一個(gè)串行I/O逐次逼近a/D轉(zhuǎn)換器。設(shè)備規(guī)格保證在電源電壓為2.7V，采用LTCMOSTM開關(guān)電容器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)12位單極a/D轉(zhuǎn)換。差分輸入具有片上采樣，并保持（+）輸入。串行I/O設(shè)計(jì)為無需外部設(shè)備進(jìn)行通信硬件到大多數(shù)MPU串行端口和所有MPU并行I/O端口允許通過三根電線。低壓運(yùn)行能力和這種設(shè)備的低功耗使它成為理想的選擇適用于電池應(yīng)用。考慮到易用性，小巧封裝尺寸和最小互連數(shù)量對于I/O，LTC1287可用于遙感應(yīng)用。

對于過壓保護(hù)，將輸入電流限制在15mA通過1N4148二極管將輸入端固定到VCC和GND。當(dāng)選定的通道或其他通道過壓（VIN<GND或VIN>VCC）。見第節(jié)過電壓保護(hù)在應(yīng)用信息中的應(yīng)用。

絕大對值（注1和2）

電源電壓 12伏

電壓

模擬和參考輸入–0.3V至VCC+0.3V

數(shù)字輸入–0.3伏至12伏

數(shù)字輸出–0.3V至VCC+0.3V

功耗 500兆瓦

工作溫度范圍 0°C至70°C

儲存溫度范圍–65°C至150°C

鉛溫度（焊接，10秒）300攝氏度

共轉(zhuǎn)換器和多路復(fù)用器特性

表示規(guī)格

適用于整個(gè)工作溫度范圍，否則規(guī)格為TA=25°C。（注3）

數(shù)字直流電氣斷路器

表示規(guī)范

適用于整個(gè)工作溫度范圍，否則規(guī)格為TA=25°C。（注3）

注1：絕對最大額定值是指超過壽命的值設(shè)備可能受損。

注2：所有電壓值均與接地有關(guān)（除非另有規(guī)定注）。

注3:VCC=3V，VREF=2.5V，CLK=500kHz，除非另有規(guī)定。

注4：一個(gè)LSB等于VREF除以4096。例如，當(dāng)VREF=2.5V，1LSB=2.5V/4096=0.61mV。

注5：積分非線性誤差定義為代碼偏差從一條穿過傳輸實(shí)際端點(diǎn)的直線開始曲線。從量化帶的中心測量偏差。

注6：推薦操作條件。LTC1287B/LTC1287C

注7：兩個(gè)片上二極管連接到每個(gè)模擬輸入模擬電壓傳導(dǎo)一個(gè)二極管低于GND或一個(gè)二極管下降高于VCC。在低VCC電平（如高電平模擬電平）下進(jìn)行測試時(shí)要小心輸入可以使這個(gè)輸入二極管導(dǎo)通，特別是在電壓升高時(shí)溫度，并導(dǎo)致接近滿標(biāo)度的輸入錯(cuò)誤。本規(guī)范允許任一二極管的正向偏壓為50mV。這意味著只要模擬輸入電壓不超過電源電壓50mV以上，輸出代碼將是正確的。

注8：通道泄漏電流在通道選擇后測量。

注9：高溫下泄漏電流的增加導(dǎo)致S/H降速，因此建議在85°C時(shí)fCLK≥30kHzfCLK≥3kHz，25°C。

典型性能特征

1.最大CLK頻率表示0.1LSB時(shí)的CLK頻率首先檢測到任何代碼從500kHz轉(zhuǎn)換時(shí)的誤差偏移。

2.當(dāng)CLK頻率從1MHz降低時(shí)，最小CLK頻率（∆誤差≤0.1LSB）表示任何首先檢測到其500kHz值的代碼轉(zhuǎn)換。

3.最大RFILTER代表0.1LSB時(shí)的濾波電阻值首先檢測到滿標(biāo)度誤差在RFILTER=0Ω時(shí)的變化。

引腳功能

CS（引腳1）：芯片選擇輸入。這個(gè)輸入的邏輯低啟用LTC1287。

+IN，–IN（引腳2、3）：模擬輸入。這些輸入必須是相對于GND沒有噪音。

GND（引腳4）：模擬接地GND應(yīng)直接連接模擬地平面。

VREF（引腳5）：參考輸入。參考輸入定義A/D轉(zhuǎn)換器的量程，必須保持相對于GND的噪聲。

DOUT（引腳6）：數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果將移出此輸出。

CLK（引腳7）：換檔時(shí)鐘。這個(gè)時(shí)鐘同步串行數(shù)據(jù)傳輸。

VCC（引腳8）：正極電源。這批貨必須免費(fèi)供應(yīng)通過直接旁路到模擬電路來消除噪聲和紋波地平面。

LTC1287是一個(gè)數(shù)據(jù)采集組件包含以下功能塊：

1.12位逐次逼近電容式A/D轉(zhuǎn)換器

2.模擬多路復(fù)用器

3.采樣和保持（S/H）

4.同步、半雙工串行接口

5.控制和定時(shí)邏輯

數(shù)字化考慮

串行接口

LTC1287與微處理器和通過同步、半雙工的其他外部電路，三線串行接口（見操作順序）。這個(gè)時(shí)鐘（CLK）使數(shù)據(jù)傳輸與每個(gè)位同步在下降的時(shí)鐘邊緣傳輸。LTC1287不需要配置輸入字，并且沒有DIN別針。它被永久性地配置為具有單個(gè)差分輸入并在單極模式下運(yùn)行。一個(gè)墜落的CS啟動數(shù)據(jù)傳輸。第一個(gè)CLK脈沖啟用DOUT。在一個(gè)空位之后，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出到一個(gè)MSB第一個(gè)序列后跟LSB 第一個(gè)序列的DOUT行。使用半雙工串行接口DOUT數(shù)據(jù)來自當(dāng)前轉(zhuǎn)換。這提供了簡單的接口到MSB或LSB第一個(gè)串行端口。帶來CS high重置LTC1287，以便進(jìn)行下一次數(shù)據(jù)交換。

邏輯電平

此供應(yīng)范圍的邏輯電平標(biāo)準(zhǔn)沒有定義明確。現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)不是普遍接受。邏輯輸入上的觸發(fā)點(diǎn)LTC1287為0.28×VCC。這使得邏輯輸入兼容HC類型級別和處理器

規(guī)定為3.3V。輸出DOUT也與以上標(biāo)準(zhǔn)。以下總結(jié)如下水平。

VOH（空載）VCC–0.1V

體積（空載）0.1V

VOH 0.9×VCC

體積0.1×VCC

VIH 0.7×VCC

VIL 0.2×VCC

LTC1287可以用5V邏輯驅(qū)動，即使VCC電壓為3.3V。這是由于一個(gè)獨(dú)特的輸入保護(hù)裝置可以在LTC1287上找到。

微處理器接口

LTC1287可以直接（無需外部硬件）連接到最流行的微處理器（MPU）同步串行格式。如果沒有串行接口的微處理器使用，則MPU的三條并行端口線可以編程以形成LTC1287的串行鏈路。很多流行的MPU可以用3V供電。為示例MC68HC11是一個(gè)串行格式的MPU

（SPI）。同樣的，具有8051類型的并行微處理器架構(gòu)也能在這個(gè)電壓下工作范圍。這些處理器的代碼保持不變可在LTC1292數(shù)據(jù)表中找到。

共享串行接口

LTC1287可以共享同一個(gè)雙線串行接口其他外圍組件或其他LTC1287（圖2）。在這種情況下，CS信號決定LTC1287正在由微處理器處理

模擬考慮因素

接地

LTC1287應(yīng)與模擬接地層一起使用以及單點(diǎn)接地技術(shù)。不要使用電線包裝技術(shù)來測試和評估設(shè)備。要獲得最佳性能，請使用PC板。這個(gè)接地針腳（針腳4）應(yīng)直接連接到地面具有最小引線長度的平面（低剖面插座很好）。插腳7（VCC）應(yīng)繞過接地層22μF（最小值）鉭，引線短盡可能靠近銷。0.1μF陶瓷盤也應(yīng)與22μF，并再次使用盡可能短和近的導(dǎo)線盡可能的交給VCC。圖3顯示了一個(gè)理想的例子LTC1287雙面板的接地平面設(shè)計(jì)。的當(dāng)然，這么多的地面飛機(jī)并不總是可能的，但是用戶應(yīng)該努力接近這個(gè)理想可能。

旁路

為了獲得良好的性能，VCC必須沒有噪音和漣漪。有關(guān)VCC電壓的任何變化在轉(zhuǎn)換周期內(nèi)接地可能會導(dǎo)致錯(cuò)誤或輸出代碼中有噪音。VCC噪聲和紋波可以保持通過將VCC引腳直接旁路至具有至少22μF鉭電容器的模擬平面盡可能短的引線。來自VCC電源的設(shè)備也應(yīng)保持在最低限度VCC電源的輸出阻抗應(yīng)該很低

例如從電壓調(diào)節(jié)器（如LT1117）獲得。對于高頻旁路，放置0.1μF陶瓷盤建議與22μF同時(shí)使用。又是線索應(yīng)該保持在最低限度。使用電池為LTC1287將有助于減少旁路電容量VCC引腳上需要。電池放在靠近設(shè)備只需10μF即可充分繞過電源引腳。圖4顯示了不良VCC旁路的影響。圖5顯示了LT1117低壓差的沉降帶有22μF旁路電容器的調(diào)節(jié)器。噪音和紋波保持在0.5mV左右。圖6顯示了響應(yīng)帶有10μF旁路電容器的鋰電池。這個(gè)噪聲和紋波控制在0.5mV以下。

模擬輸入

因?yàn)殡娙菰俜峙銩/D轉(zhuǎn)換所使用的技術(shù)，LTC1287的模擬輸入

電容開關(guān)輸入電流峰值。這些電流尖峰會很快解決，不會造成問題。如果大使用源電阻，或者如果運(yùn)算放大器緩慢穩(wěn)定驅(qū)動輸入，注意確保引起的瞬態(tài)在電流峰值完全穩(wěn)定之前轉(zhuǎn)換開始。

源電阻

LTC1287的模擬輸入看起來像100pF電容器（CIN）與1.5k電阻器（RON）串聯(lián)。這個(gè)RON值適用于VCC=2.7V，電源電壓更大羅恩會被削弱。例如，在VCC=2.7V和V-=-2.7V，RON變?yōu)?00Ω。CIN在（+）和（–）在每個(gè)轉(zhuǎn)換周期中輸入一次。大的外部源電阻和電容會減慢速度輸入的設(shè)置。重要的是整個(gè)RC時(shí)間常數(shù)足夠短以允許模擬輸入在允許的時(shí)間內(nèi)完全安定下來。

“+”輸入設(shè)置輸入電容器在取樣階段（tSMPL，見圖8a、8b和8c）。這個(gè)采樣周期可短至tWHCS+0.5 CLK周期或只要tWHCS+1.5 CLK循環(huán)后再轉(zhuǎn)換開始。這種變化取決于CS的相對位置給CLK。“+”輸入上的電壓必須完全穩(wěn)定在樣本期內(nèi)。最小化RSOURCE+和C1會縮短沉降時(shí)間。如果輸入源大“+”ATIO應(yīng)用程序必須使用電阻，可以增加采樣時(shí)間使用較慢的CLK頻率。用最小值可能的采樣時(shí)間為6.0μs，RSOURCE+<4.0k和C1<20pF將提供足夠的沉降時(shí)間。“–”輸入設(shè)置在采樣階段結(jié)束時(shí)，輸入電容器切換輸入“–”并開始轉(zhuǎn)換（參見圖8a，8b和8c）。在轉(zhuǎn)換過程中，“+”輸入電壓為

有效地“持有”了樣品，并不會影響轉(zhuǎn)換結(jié)果。關(guān)鍵是“–”輸入電壓在第一次CLK期間，沒有噪音并完全穩(wěn)定下來轉(zhuǎn)換周期。最小化資源-指揮與控制將縮短沉降時(shí)間。如果輸入源電阻過大必須使用的時(shí)間可以通過使用較慢的CLK頻率。在最大時(shí)鐘頻率500kHz時(shí)，RSOURCE–<200Ω和C2<20pF將提供足夠的解決。

輸入運(yùn)算放大器

當(dāng)用運(yùn)算放大器驅(qū)動模擬輸入時(shí)重要的是運(yùn)算放大器在允許的時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定下來（見圖8a、8b和8c）。再次輸入“+”和“–”采樣時(shí)間可如上所述延長至適應(yīng)較慢的運(yùn)算放大器。單電源低電壓應(yīng)用可進(jìn)行LT1797和LT1677即使在最小沉降窗口6μs（“+”輸入）和2μs（“–”輸入）發(fā)生在最大時(shí)鐘頻率（CLK=500kHz）。圖9和圖10顯示適當(dāng)和較差的運(yùn)算放大器設(shè)置的例子。這個(gè)LT1077、LT1078或LT1079可用于減少功耗。在輸出端放置RC網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)算放大器將改善沉降響應(yīng)，并且降低寬帶噪聲。

RC輸入濾波

可以用RC網(wǎng)絡(luò)過濾輸入如圖11所示。對于較大的CF值（例如1μF），則電容輸入開關(guān)電流被平均到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中直流電流。濾波器應(yīng)選用小電阻和大電容器，以防止直流電壓降過電阻器。直流電流的大小約為IDC=100pF×VIN/tCYC，與VIN大致成比例。以33μs的最小周期時(shí)間運(yùn)行，輸入在VIN=2.5V時(shí)，電流等于7.6μA8Ω將導(dǎo)致0.1LSB滿標(biāo)度誤差。如果一個(gè)大過濾器必須使用電阻，可以通過增加電阻來減少誤差典型性能所示的循環(huán)時(shí)間最大濾波電阻與周期的特性曲線時(shí)間。

輸入漏電流

輸入漏電流也會在源阻力太大了。例如，最大輸入流經(jīng)A的1μA（85°C時(shí)）的泄漏規(guī)格源電阻1k會導(dǎo)致1mV的電壓降或1.6LSB，VREF=2.5V。這個(gè)誤差會很大在較低溫度下減少，因?yàn)樾孤p少快速（見典型性能特性曲線輸入通道泄漏電流與溫度）。

抽樣保留

單端輸入

LTC1287提供了一個(gè)內(nèi)置的采樣和保持（S&amp;H）單通道中采集信號的+IN輸入功能結(jié)束模式（引腳接地）。取樣和保存允許LTC1287轉(zhuǎn)換快速變化的信號（請參閱S&amp;H典型性能特性曲線采集時(shí)間與源電阻）。輸入電壓在tSMPL時(shí)間內(nèi)采樣，如圖8所示。這個(gè)采樣間隔從CS上升沿開始并持續(xù)直到CLK的下降沿才轉(zhuǎn)換開始。在這個(gè)下降沿，S&amp;H進(jìn)入貨艙模式，轉(zhuǎn)換開始。

差分輸入

有了差分輸入，a/D不再轉(zhuǎn)換單個(gè)但是轉(zhuǎn)換兩個(gè)電壓之間的差。對+IN引腳上的電壓進(jìn)行采樣并保持快速時(shí)變。輸入引腳上的電壓必須保持恒定，始終沒有噪音和波紋轉(zhuǎn)換時(shí)間。否則就是差分運(yùn)算不會準(zhǔn)確地完成。轉(zhuǎn)換時(shí)間為12clk周期。因此，在此間隔可能會導(dǎo)致轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤。對于正弦曲線輸入端的電壓此錯(cuò)誤為：

其中f（–IN）是–IN輸入電壓的頻率，VPEAK是其峰值振幅，fCLK是克萊克。通常情況下，錯(cuò)誤并不重要。對于60Hz輸入端的信號產(chǎn)生0.25LSB的誤差（150μV）當(dāng)轉(zhuǎn)換器以CLK=500kHz運(yùn)行時(shí)，其峰值必須是16mV。重新安排上述內(nèi)容方程，最大正弦信號數(shù)字化到給定精度的公式如下：

對于0.25LSB誤差（150μV），最大輸入正弦曲線2.5V峰值振幅可數(shù)字化為0.4Hz。

參考輸入

LTC1287參考輸入端的電壓確定A/D轉(zhuǎn)換器的電壓范圍。這個(gè)由于開關(guān)電容轉(zhuǎn)換技術(shù)，參考輸入具有瞬態(tài)電容開關(guān)電流（見圖12）。在轉(zhuǎn)換（每個(gè)CLK周期）電容電流尖峰將由A/D在參考引腳上生成電流尖峰很快穩(wěn)定，不會引起問題。如果慢沉降電路用于驅(qū)動參考輸入，注意確保瞬態(tài)由于這些電流尖峰在轉(zhuǎn)換的每一位測試。

圖13和14顯示了適當(dāng)和沉降差。使用較慢的CLK將允許更多的時(shí)間以供參考結(jié)算。即使在最高時(shí)鐘500kHz的速率大多數(shù)參考和運(yùn)算放大器可以使其在2μs位時(shí)間內(nèi)沉降。例如帶有4.7μF旁路電容器的LT1790將沉降充分。

簡化參考操作

通過減小轉(zhuǎn)換器的輸入量程，可以提高LTC1287的有效分辨率。LTC1287在以下范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的線性參考電壓（見線性與基準(zhǔn)變化的典型性能特性曲線電壓）。在低速運(yùn)行時(shí)必須小心由于減小的LSB步長和由此產(chǎn)生的更高精度要求轉(zhuǎn)換器。偏移和噪聲是必須考慮的因素在低VREF值下運(yùn)行時(shí)考慮。減小VREF的偏移量LTC1287的偏移對當(dāng)A/D操作時(shí)的輸出代碼參考電壓。偏移量（通常是固定的電壓）成為LSB的較大部分降低了最低有效位。未調(diào)整偏移誤差與參考值的典型性能特性曲線電壓顯示LSB中的偏移量與參考值的關(guān)系VOS典型值的電壓。例如0.1mV，即0.2LSB，參考電壓為2.5V0.4LSB，參考值為1.25。如果此偏移量不可接受，可由接收系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字校正或者偏移LTC1287的輸入。

降低VREF的噪聲

LTC1287的總輸入?yún)⒖荚肼暱梢允鞘褂玫仄矫妫己玫呐月罚己玫牟季旨夹g(shù)以及最小化參考輸入的噪聲。這個(gè)噪聲在2.5V參考輸入下是微不足道的，但是成為LSB的一個(gè)更大的部分作為LSB的大小減少了。典型的性能特征噪聲誤差與參考電壓的關(guān)系曲線顯示200μV噪聲的LSB貢獻(xiàn)。在2.5V參考電壓下運(yùn)行時(shí)，200μV噪聲為峰間只有0.32LSB。這里是LTC1287噪音幾乎不會對產(chǎn)出造成不確定性代碼。對于減少的參考，噪聲可能變成LSB的重要部分，并導(dǎo)致不良反應(yīng)輸出代碼抖動。例如，1.25伏參考，該200μV噪聲峰間為0.64LSB。這將減小輸入電壓的范圍用0.64LSB可獲得穩(wěn)定的輸出碼。現(xiàn)在可能需要平均讀數(shù)。這些噪音數(shù)據(jù)是在一個(gè)非常干凈的測試夾具中采集的。任何設(shè)置引起的噪聲（VCC、VREF上的噪聲或波紋或VIN）會增加內(nèi)部噪音。越低的參考電壓越高有一個(gè)無噪音的設(shè)置。

過電壓保護(hù)

向LTC1287的模擬輸入信號超過正電源或低于地面將降低A/D的精度并可能造成損壞設(shè)備。例如，如果在通電之前，信號被應(yīng)用于模擬輸入適用于LTC1287。另一個(gè)例子是輸入從價(jià)值更大的不同供應(yīng)源操作而不是LTC1287。這些情況應(yīng)通過適當(dāng)?shù)墓?yīng)順序或使用進(jìn)行預(yù)防限制輸入的外部電路來源。有兩種保護(hù)輸入的方法。在圖15從VCC和GND輸入端的二極管夾被使用。第二種方法是在串聯(lián)模擬輸入電流限制。限制每個(gè)通道的電流為15mA。輸入can的+接受1k的電阻值，但是–IN輸入不能當(dāng)時(shí)鐘處于最大值時(shí)，接受超過200Ω時(shí)鐘頻率為500kHz。如果LTC1287的時(shí)鐘在最大時(shí)鐘頻率和200Ω是不夠的電流限制輸入源然后是鉗位二極管建議使用（圖16和17）。原因電阻值的限制是MSB位測試受放置在–IN處的電阻值的影響輸入（參見關(guān)于模擬輸入和典型最大CLK性能特性曲線頻率與源電阻）。如果VCC和VREF沒有連接在一起，那么VCC應(yīng)該先打開，再打開VREF。如果這個(gè)序列不能met，建議將二極管從VREF連接到VCC（見圖18）。因?yàn)楠?dú)特的輸入保護(hù)結(jié)構(gòu)用于數(shù)字輸入引腳，這些引腳上的信號電平可以在不損壞設(shè)備的情況下超過設(shè)備VCC。

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