RadioRadar - Радиоэлектроника, даташиты, схемы

http://radioradar.net/hand_book/documentation/cap_acp_lt.html

АЦП и ЦАП фирмы Linear Technology

   Работа современных электронных устройств невозможна без использования в них элементов, обеспечивающих преобразование информации. Такими элементами являются аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. В статье приводятся общая характеристика, типы и основные параметры АЦП и ЦАП, выпускаемых фирмой Linear Technology. Приведена сравнительная характеристика по параметрам отдельных типов АЦП и ЦАП фирмы Linear Technology и фирм Analog Devices, Texas Instruments.

   Современное оборудование телекоммуникационных систем, систем управления и другое оборудование различного функционального назначения требует наличия в своем составе устройств, которые осуществляли бы преобразование аналогового сигнала в цифровой и обратно. Это необходимо для его обработки с целью выделения из него полезной информации и принятия решения. Эти функции выполняют аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.

   Продукцию такого функционального назначения выпускают многие производители электронных компонентов, среди которых и фирма Linear Technology.

   Фирма Linear Technology выпускает АЦП с последовательными и параллельным интерфейсом, одноканальные и многоканальные (с мультиплексором), с разрядностью 8 бит, 10 бит, 12 бит, 14 бит, 16 бит, 20 бит и 24 бита.

   Номенклатура ЦАП фирмы Linear Technology также многообразна. Это, прежде всего, ЦАП с суммированием напряжений или токов. При этом на одном кристалле размещаются один, два, четыре или восемь ЦАП. Разрядность ЦАП составляет 8 бит, 10 бит, 12 бит, 14 бит и 16 бит. Большинство АЦП и ЦАП совместимы по выводам.

   Среди большого разнообразия АЦП и ЦАП, выпускаемых этой фирмой, в последнее время на рынке появились новые разработки в этой области. Это, прежде всего:

  1. Быстродействующие АЦП;
  2. Одноканальные и многоканальные дельта- сигма АЦП с симметричными и несимметричными входами;
  3. Одноканальные и многоканальные ЦАП с высокой разрешающей способностью.

   Быстродействующие АЦП имеют:

   Типы и основные параметры быстродействующих АЦП представлены в таблице 1.

Таблица 1. Типы и основные параметры быстродействующих АЦП
ТипПолоса пропуск.,МГцРазряд.,битЧастота дискрет.,МГцСигнал/шум, дБДинамич. диапазон, дБ
LTC174824014807690
LTC174224014657690
LTC174415014507787
LTC1746240142577.596
LTC174724012807287
LTC174124012657287
LTC1743150125072.285
LTC1745240122572.596

   Сравним основные параметры АЦП этого типа с параметрами аналогичных АЦП фирмы Analog Devices. Сравнительная характеристика для 14 разрядного АЦП типа LTC1748 представлена в таблице 2.

Таблица 2. Сравнительная характеристика для 14 разрядных АЦП типа LTC1748
ПараметрыLTC1748AD6645-80
Частота дискретизации, МГц8080
Потребляемая мощность, мВт15501750
Напряжение питания, В55
Интегральная нелинейность, ЕМР max35
Сигнал/шум, дБ76,374,5
Динамический диапазон, дБ9089
Корпус48 TSSOP52 LQFP
Площадь корпуса, мм2104144

   Сравнение параметров АЦП этого типа показывает, что при равенстве частот дискретизации, разрядности и напряжении питания по остальным параметрам LTC1748 превосходит AD6645-80.

   Сравнительная характеристика для 14 разрядного АЦП типа LTC1742 представлена в таблице 3.

Таблица 3. Сравнительная характеристика для 14 разрядных АЦП типа LTC1742
ПараметрыLTC1742AD6644-65ADS5422AD9244-65
Частота дискретизации, МГц65656265
Потребляемая мощность, мВт137015001400640
Напряжение питания, В5553
Интегральная нелинейность, ЕМР3 max0.5 номин.4 номин.1.4 номин.
Сигнал/шум, дБ76.573.57173
Динамический диапазон, дБ90858186.4
Корпус48 TSSOP52 LQFP64 LQFP48 LQFP
Площадь корпуса, мм21041446363

   Из таблицы видно, что LTC1742 имеет лучшие параметры по соотношению сигнал/шум и динамическому диапазону, а также гарантированную интегральную нелинейность равную трем интервалам дискретизации по уровню.

   На рис.1 приведены зависимости отношения сигнал/шум от частоты дискретизации для 12 и 14 разрядных АЦП фирмы Linear Technology и АЦП других фирм. При прочих равных условиях АЦП, обеспечивающее более высокое соотношение сигнал/шум на выходе, может преобразовывать более слабые сигналы.

Зависимость отношения сигнал/шум от частоты дискретизации

Рис. 1. Зависимость отношения сигнал/шум от частоты дискретизации

   Высокое значение этого параметра у АЦП фирмы Linear Technology позволяет обрабатывать сигналы с худшим отношением сигнал/шум, действующим на его входе, при одной и той же разрядности.

   Таким образом, быстродействующие АЦП фирмы Linear Technology имеют лучшее соотношение сигнал/шум, очень хороший динамический диапазон и малую потребляемую мощность.

   Одноканальные и многоканальные дельта-сигма АЦП имеют:

   Типы и основные параметры дельта-сигма АЦП представлены таблице 4.

Таблица 4. Типы и основные параметры дельта-сигма АЦП
ТипРазрядн., битЧисло Частота дискретизации,ГцШумы, мкВПотребляемая
LTC244024
35000.255
LTC241024
7.50.81
LTC241324
7.50.81
LTC24122427.50.81
LTC24182416/87.511
LTC2414248/47.511
LTC241524
151.11
LTC241124
7.51.451
LTC24082487.51.51
LTC24042447.51.51
LTC24022427.531
LTC240124
7.531
LTC243520
1541
LTC243120
7.52.81
LTC243020
7.52.81
LTC24282087.561
LTC24242047.561
LTC24222027.561
LTC242120
7.561
LTC242020
7.561
LTC2433-116
6.81.451
LTC2436-11626.80.81
LTC2439-11686.811

   Источники сигнала к входам дельта-сигма АЦП тип LTC2418 и LTC2414 могут подключаться как симметрично, так и несимметрично. Следовательно, число каналов может быть 8/16 либо 4/8 соответственно. Из таблицы видно, что при заданной разрядности, увеличение частоты дискретизации приводит к увеличению потребляемой мощности. Однако, изменяя частоту дискретизации можно подобрать такую разрядность, при которой обеспечивается требуемая разрешающая способность, а потребление энергии от источника питания минимально.На рис.2 показана зависимость разрядности дельта-сигма АЦП и напряжения шума от частоты дискретизации.

Зависимость разрядности и напряжения шума от частоты дискретизации

Рис.2. Зависимость разрядности и напряжения шума от частоты дискретизации

   Из графика видно, что разрядность дельта-сигма АЦП можно выбрать с учетом напряжения шума и частоты дискретизации.

   Сравним основные параметры АЦП этого типа с параметрами аналогичного АЦП фирмы Texas Instruments. Сравнительная характеристика для 16 разрядного дельта-сигма АЦП типа LTC2433 представлена в таблице 5.

Таблица 5. Сравнительная характеристика для 16 разрядного дельта-сигма АЦП типа LTC2433
Параметры LTC2433ADS1100
Шумы,мкВ1,454
Разрядность при частоте дискр. 100Гц,бит1712
Интегральная нелин., ЕМР38
Ошибка смещения,ЕМР12,5 до 20
Ошибка усиления,ЕМР365
Температурный коэфф.,мкВ/0С0,028
КорпусMSOP-10SOT-23

   Результаты сравнения показывают, что дельта-сигма АЦП фирмы Linear Technology имеют значительно лучшие параметры.

   Одноканальные и многоканальные ЦАП имеют:

   На рис.3 показаны границы изменения выходного напряжения ЦАП с программируемым диапазоном выходных напряжений типа LTC1592.

Диапазон изменения выходного напряжения

Рис. 3. Диапазон изменения выходного напряжения

   Типы и основные параметры ЦАП с высокой разрешающей способностью представлены в таблице 6.

Таблица 6. Типы и основные параметры ЦАП с высокой разрешающей способностью
ТипРазряд.,битЧисло ЦАПДифф.Инт.ВыходнойДиапазонИнтерфейс



нелин.,ЕМРнелин.,ЕМРсигналвых. напряж.,В
LTC1821161±1±1напряжение±10, 10, –10паралл.
LTC1597161±1±1ток10, -10, ±10паралл.
LTC1591141±1±1ток10, -10, ±10паралл.
LTC1655161±1±20напряжениеUREFпослед.
LTC1658141±1±8напряжениеUREFпослед.
LTC2600168±1±64напряжениеrail-to-railпослед.
LTC2604162±1±12напряжениеrail-to-railпослед.
LTC2610148±1±3напряжениеrail-to-railпослед.
LTC2612142±1±3напряжениеrail-to-railпослед.

   Сравним основные параметры ЦАП с параметрами аналогичного ЦАП фирмы Texas Instruments. Сравнительная характеристика для 16 разрядного ЦАП типа LTC2600 представлена в таблице 7.

Таблица 7. Сравнительная характеристика для 16 разрядного ЦАП типа LTC2600
ПараметрыLTC2600DAC8534
Разрядность, бит1616
Число ЦАП84
Дифф. нелин., ЕМР±1±1
Инт. нелин., ЕМР±64±64
Напряжение смещ. нуля, мВ920
Время установления выходного сигнала, мкс108
Напряжение шума, мкВ15-
Потребляемый ток/ЦАП, мА 0.50.4
Напряжение пит.,В2.5 ...5.52.7 ...5.5
КорпусSSOP-16SSOP-16
Цена/ЦАП,$1.752.43

   Результаты сравнения показывают, что ЦАП фирмы Linear Technology не уступают по параметрам ЦАП фирмы Texas Instruments. Однако цена в расчете на один ЦАП значительно ниже.

   Все типы АЦП и ЦАП, выпускаемые фирмой Linear Technology, рассчитаны на стандартные температурные диапазоны и выпускаются в различных типах корпусов.

   Таким образом, АЦП и ЦАП фирмы Linear Technology позволяют преобразовывать информацию с различной степенью точности. Широкая номенклатура АЦП и ЦАП, имеющих достаточно высокие значения параметров и сравнительно невысокую стоимость, позволяет разработчикам использовать их для различного круга приложений. Это, прежде всего, телекоммуникационная аппаратура, аппаратура систем управления, медицинское оборудование и другие устройства.

Автор: Анатолий Щукин,
www.otkcm.ru