LTC ビット、100ksps、サンプリングADC

1

4k 20k 20k 200Ω REFERENCE 4k 10k 16-BIT SAMPLING ADC D15 TO D0 33.2k 2.2µF 10µF 0.1µF 2.2µF ±10V INPUT VIN CAP REF AGND1 1 4 3 2 AGND2 5 DGND 14 CONTROL LOGIC AND TIMING BUSY BYTE CS R/C 28 27 6 TO 13 15 TO 22 26 25 24 23 DIGITAL CONTROL SIGNALS 1605 • TA01 16-BIT OR 2 BYTE PARALLEL BUS 5V VDIG VANA BUFFER CODE 0 INL (LSBs) 65535 1605 • TA02 16384 32768 49152 2.0 1.5 1.0 0.5 0 –0.5 –1.0 –1.5 –2.0

16ビット、100ksps、

サンプリングADC

特長

■ _{サンプル・レート：100ksps} ■ _{単一5V電源動作} ■ _{バイポーラ入力範囲：±10V} ■ _{消費電力：55mW（標準）} ■ _{積分非直線性：±2.0LSB（最大）} ■ _{ミッシング・コードなしを保証} ■ _{SN比：86dB（標準）} ■ _{内部リファレンスまたは外部リファレンスで動作} ■ _{内部同期クロック} ■ _{28ピン0.3″PDIPパッケージ、SSOPおよびSW} パッケージで供給 ■ _{ADS7805とAD976の改良品セカンド・ソース}

アプリケーション

■ _{産業用プロセス・コントロール} ■ _{多チャネル・データ収集システム} ■ _{PC用高速データ変換} ■ _{デジタル信号処理}

概要

LTC®_{1605は、100ksps、16ビット・サンプリングA/Dコ} ンバータで、単一5V電源で動作し、動作時の消費電力 はわずか55mW（標準）です。このデバイスは使いやす く、サンプル・ホールド、高精度リファレンス、スイッ チト・キャパシタ逐次比較型A/Dおよび調整された内部 クロックを備えています。 LTC1605の入力範囲は、業界標準の±10Vです。DCス ペックの最大値には、全温度範囲における±2.0LSBの INLと16ビットでミッシング・コードがないことが含ま れます。全温度範囲でより高い精度が必要な場合は、外 部リファレンスを使用できます。 このADCは、マイクロプロセッサ互換の16ビットつまり 2バイト・パラレル出力ポートを備えています。変換ス タート入力とデータ・レディ信号（BUSY）により、FIFO、 DSP、マイクロプロセッサに容易に接続できます。 、LTC、LTはリニアテクノロジー社の登録商標です。

標準的応用例

5V電源動作の低消費電力、100kHz、16ビット・サンプリングADC 標準INL曲線

2

ORDER PART

NUMBER

LTC1605ACG

LTC1605ACN

LTC1605ACSW

LTC1605AIG

LTC1605AIN

LTC1605AISW

LTC1605CG

LTC1605CN

LTC1605CSW

LTC1605IG

LTC1605IN

LTC1605ISW

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 VIN AGND1 REF CAP AGND2 D15 (MSB) D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 DGND VDIG VANA BUSY CS R/C BYTE D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 G PACKAGE

28-LEAD PLASTIC SSOP SW PACKAGE 28-LEAD PLASTIC SO WIDE N PACKAGE 28-LEAD PDIP TOP VIEW TJMAX = 125°C, θJA = 95°C/W (G) TJMAX = 125°C, θJA = 130°C/W (N) TJMAX = 125°C, θJA = 130°C/W (SW) LTC1605 LTC1605A

PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX MIN TYP MAX UNITS

Resolution ● 16 16 Bits

No Missing Codes ● 15 16 Bits

Transition Noise 1.0 1.0 LSB

Integral Linearity Error (Note 7) ● ±3 ±2 LSB

Bipolar Zero Error Ext. Reference = 2.5V (Note 8) ● ±10 ±10 mV

Bipolar Zero Error Drift ±2 ±2 ppm/°C

Full-Scale Error Drift ±7 ±5 ppm/°C

Full-Scale Error Ext. Reference = 2.5V (Notes 12, 13) ● ±0.50 ±0.25 %

Full-Scale Error Drift Ext. Reference = 2.5V ±2 ±2 ppm/°C

Power Supply Sensitivity

VANA = VDIG = VDD VDD = 5V ±5% (Note 9) ±8 ±8 LSB

絶対最大定格

（Note 1、2） VANA ...7V VDIG∼VANA ...0.3V VDIG ...7V グランド電圧差 DGND、AGND1、AGND2 ... ±0.3V アナログ入力（Note 3） VIN ...±25V

CAP ... VANA＋0.3V∼AGND2−0.3V

REF ...AGND2に無限に短絡可能 VANAに瞬間短絡可能 デジタル入力電圧（Note 4）... VSS−0.3V∼10V デジタル出力電圧 ... VDGND−0.3V∼VDIG＋0.3V 消費電力 ... 500mW 動作周囲温度範囲 LTC1605C ... 0℃∼70℃ LTC1605I ... −40℃∼85℃ 保存温度範囲 ... −65℃ ∼150℃ リード温度（半田付け、10秒）... 300℃

パッケージ/発注情報

ミリタリ・グレード部品に関してはお問い合わせください。

コンバータ特性 

外部リファレンスを使用（Note 5、6）

3

LTC1605/LTC1605A

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

VIN Analog Input Range (Note 9) 4.75V ≤ VANA≤ 5.25V, 4.75V ≤ VDIG≤ 5.25V ● ±10 V

IIN Analog Input Leakage Current CS = High ● ±1 µA

CIN Analog Input Capacitance 10 pF

RIN Analog Input Impedance 20 kΩ

LTC1605/LTC1605A

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

S/(N + D) Signal-to-(Noise + Distortion) Ratio 1kHz Input Signal (Note 14) 87.5 dB

10kHz Input Signal 87 dB

20kHz, – 60dB Input Signal 30 dB

THD Total Harmonic Distortion 1kHz Input Signal, First 5 Harmonics – 102 dB

10kHz Input Signal, First 5 Harmonics – 94 dB

Peak Harmonic or Spurious Noise 1kHz Input Signal – 102 dB

10kHz Input Signal – 94 dB

Full-Power Bandwidth (Note 15) 275 kHz

Aperture Delay 40 ns

Aperture Jitter Sufficient to Meet AC Specs

Transient Response Full-Scale Step (Note 9) 2 µs

Overvoltage Recovery (Note 16) 150 ns

LTC1605/LTC1605A

PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

VREF Output Voltage IOUT = 0 ● 2.470 2.500 2.520 V

VREF Output Tempco IOUT = 0 ±5 ppm/°C

Internal Reference Source Current 1 µA

External Reference Voltage for Specified Linearity (Notes 9, 10) 2.30 2.50 2.70 V

External Reference Current Drain Ext. Reference = 2.5V (Note 9) ● 100 µA

CAP Output Voltage IOUT = 0 2.50 V

LTC1605/LTC1605A

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

VIH High Level Input Voltage VDD = 5.25V ● 2.4 V

VIL Low Level Input Voltage VDD = 4.75V ● 0.8 V

IIN Digital Input Current VIN = 0V to VDD ● ±10 µA

CIN Digital Input Capacitance 5 pF

VOH High Level Output Voltage VDD = 4.75V IO = –10µA 4.5 V

IO = – 200µA ● 4.0 V

VOL Low Level Output Voltage VDD = 4.75V IO = 160µA 0.05 V

IO = 1.6mA ● 0.10 0.4 V

アナログ入力 

（Note 5）

ダイナミック精度 

（Note 5、14）

内部リファレンス特性 

（Note 5）

4

LTC1605/LTC1605A

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

IOZ Hi-Z Output Leakage D15 to D0 VOUT = 0V to VDD, CS High ● ±10 µA

COZ Hi-Z Output Capacitance D15 to D0 CS High (Note 9) ● 15 pF

ISOURCE Output Source Current VOUT = 0V –10 mA

ISINK Output Sink Current VOUT = VDD 10 mA

LTC1605/LTC1605A

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

fSAMPLE(MAX) Maximum Sampling Frequency ● 100 kHz

tCONV Conversion Time ● 8 µs

tACQ Acquisition Time ● 2 µs

t1 Convert Pulse Width (Note 11) ● 40 ns

t2 Data Valid Delay After R/C↓ (Note 9) ● 8 µs

t3 BUSY Delay from R/C↓ CL = 50pF ● 65 ns

t4 BUSY Low 8 µs

t5 BUSY Delay After End of Conversion 220 ns

t6 Aperture Delay 40 ns

t7 Bus Relinquish Time ● 10 35 83 ns

t8 BUSY Delay After Data Valid ● 50 200 ns

t9 Previous Data Valid After R/C↓ 7.4 µs

t10 R/C to CS Setup Time (Notes 9, 10) 10 ns

t11 Time Between Conversions 10 µs

t12 Bus Access and Byte Delay (Notes 9, 10) 10 83 ns

LTC1605/LTC1605A

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS

VDD Positive Supply Voltage (Notes 9, 10) 4.75 5.25 V

IDD Positive Supply Current ● 11 16 mA

PDIS Power Dissipation 55 80 mW

デジタル入力とデジタル出力 

（Note 5）

タイミング特性 

（Note 5）

電源要求条件 

（Note 5） ●は全動作温度範囲の規格値を意味する。その他すべてのリミット値と標準値 はTA＝25℃。 Note 1：絶対最大定格はそれを超えるとデバイスの寿命に影響を及ぼす値。 Note 2：すべての電圧値は、（特に注記がない限り）DGND、AGND1、および AGND2が連結されたグランドを基準とする。

Note 3：これらのピン電圧をグランドより低くするか、VANA＝VDIG＝VDDより

高くすると、内部ダイオードでクランプされる。このデバイスはクランドより 低 い 電 圧 、 ま た は VDDよ り 高 い 電 圧 を 加 え て も ラ ッ チ ア ッ プ を 起 こ さ ず に 100mA以上の入力電流を処理することができる。 Note 4：これらのピンの電圧をグランドより低くすると、内部ダイオードでク ランプされる。このデバイスはグランドより低い電圧を加えても、ラッチアッ プを起こさずに90mAの入力電流を処理することができる。これらのピンはVDD にクランプされない。 Note 5：注記がない限り、VDD＝5V、fSAMPLE＝ 100kHz、tr＝tf＝5ns。 Note 6：直線性、オフセット、およびフルスケール仕様は、グランドを基準に したVIN入力に適用される。 Note 7：積分非直線性は伝達曲線の実際のエンドポイントを通過する直線から のコードの偏差として定義される。偏差は量子化幅の中心から測定される。 Note 8：バイポーラ・オフセットは、出力コードが0000 0000 0000 0000と 1111 1111 1111 1111の間で変化するときに、−0.5 LSBから測定したオフセッ ト電圧。 Note 9：設計で保証されているが、テストされていない。 Note 10：推奨動作条件。

5

SUPPLY VOLTAGE (V)

4.50 9.5

SUPPLY CURRENT (mA)

10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 4.75 5.00 5.25 5.50 1605 • TPC01 fSAMPLE = 100kHz

LOAD CURRENT (mA)

CHANGE IN CAP VOLTAGE (V)

0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 –0.01 –0.02 –0.03 –0.04 –0.05 –0.06 –0.07 –0.08 –0.09 –0.10 –60 –40 –20 0 1605 • TPC03 –70 –80 –50 –30 –10 10 TEMPERATURE (°C) –50 10.0

POSITIVE SUPPLY CURRENT (mA)

10.5 11.0 11.5 12.0 –25 0 25 50 1605 • TPC02 75 100 fSAMPLE = 100kHz CODE 0 INL (LSBs) 65535 1605 • TPC04 16384 32768 49152 2.0 1.5 1.0 0.5 0 –0.5 –1.0 –1.5 –2.0 CODE 0 DNL (LSBs) 65535 1605 • TPC05 16384 32768 49152 2.0 1.5 1.0 0.5 0 –0.5 –1.0 –1.5 –2.0 RIPPLE FREQUENCY (Hz) –70 –60 –50 –40 –30 –20

POWER SUPPLY FEEDTHROUGH (dB)

1M 1605 • TPC06 1 10 100 1k 10k 100k

電気的特性

Note 11：CSが“L”になると、R/Cの立下りエッジで変換を開始する。変換中に ビット決定点でR/Cが“H”に戻ると、わずかな誤差が生じる可能性がある。最良 の結果を得るには、変換開始後3µs以内にR/Cが“H”に戻るようにする。 Note 12：図4に示す固定抵抗で測定された値。外部ポテンショメータによりゼ ロに調整可能。 Note 13：フルスケール誤差は、理想的な最初および最後のコード遷移からの ワーストケースの−FSまたは＋FSの無調整偏差値で、遷移電圧で除算され（フ ルスケール・レンジでは除算されない）、オフセット誤差の影響を含む。 Note 14：dBで表すすべての仕様は、フルスケール±10V入力を基準にしてい る。 Note 15：フルパワー帯域幅は、信号対（ノイズ＋歪み）比が60dBまたは10ビッ ト精度に低下するフルスケール入力周波数として定義される。 Note 16：（2 • FS）入力過電圧後に、規定性能に復帰する。

標準的性能特性

電源電流と電源電圧 電源電流と温度 CAP電圧と負荷電流の変化 標準INL曲線 標準DNL曲線 電源フィードスルーと リップル周波数

6

FREQUENCY (kHz) –130 –120 –100 –110 –80 –90 –20 –40 –60 0 –30 –50 –70 –10 MAGNITUDE (dB) 1605 • TPC07 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 fSAMPLE = 100kHz fIN = 1kHz SINAD = 87.5dB THD = –101.7dB INPUT FREQUENCY (kHz) 1 SINAD (dB) 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81 10 100 1605 • TPC08 INPUT FREQUENCY (kHz) 1

TOTAL HARMONIC DISTORTION (dB)

–70 –80 –90 –100 –110 10 100 1605 • TPC09

標準的性能特性

LTC1605 非平均4096ポイントFFTプロット SINADと入力周波数 全高調波歪みと入力周波数

ピン機能

V_IN（ピン1）：アナログ入力。200Ω抵抗を通してアナログ 入力に接続します。フルスケール入力範囲は±10Vです。 AGND1（ピン2）：アナログ・グランド。アナログ・グラ ンド・プレーンに接続します。 REF（ピン3）：2.5Vリファレンス出力。2.2µFタンタル・コンデ ンサでバイパスします。外部リファレンスでドライブ可能です。 CAP（ピン4）：リファレンス・バッファ出力。2.2µFタン タル・コンデンサでバイパスします。 AGND2（ピン5）：アナログ・グランド。アナログ・グラ ンド・プレーンに接続します。 D15からD8（ピン6から13）：スリーステート・データ出 力。CSが“H”またはR/Cが“L”のとき、ハイ・インピーダ ンス状態になります。 DGND（ピン14）：デジタル・グランド。 D7からD0（ピン15から22）：スリーステート・データ出 力。CSが“H”またはR/Cが“L”のとき、ハイ・インピーダ ンス状態になります。 BYTE（ピン23）：バイト・セレクト。BYTEが“L”の場合、 MSBがピン6（D15）に、LSBがピン22（D0）に出力されます。 BYTEが“H”の場合は、上位8ビットと下位8ビットが交換 されます。MSBはピン15に、ビット8はピン22に出力されま

7

1k CL CL DBN DBN 1k 5V LTC1605 • TC01 A. HI-Z TO VOH AND VOL TO VOH B. HI-Z TO VOL AND VOH TO VOL

1k 50pF 50pF DBN DBN 1k 5V LTC1605 • TC02 A. VOH TO HI-Z B. VOL TO HI-Z

16-BIT CAPACITIVE DAC COMP REF BUF 2.5V REF CAP (2.5V) CSAMPLE CSAMPLE • • • D15 D0 BUSY CONTROL LOGIC R/C BYTE INTERNAL CLOCK CS ZEROING SWITCHES VDIG VANA VIN REF AGND1 AGND2 DGND 16 LTC1605 • BD + – SUCCESSIVE APPROXIMATION

REGISTER OUTPUT LATCHES

4k 20k 4k 10k す。ビット7はピン6に、LSBはピン13に出力されます。 R/C（ピン24）：リード/コンバート入力。CSが“L”の場合、 R/Cの立下りエッジで内部サンプル・ホールドがホールド状 態になり、変換が開始されます。CSが“L”の場合、R/Cの立上 りエッジで出力データ・ビットがイネーブルされます。 CS（ピン25）：チップ・セレクト。内部でR/CとORがと られます。R/Cが“L”の場合、CSの立下りエッジで変換 が開始されます。R/Cが“H”の場合、CSの立下りエッジ で出力データがイネーブルされます。

ピン機能

BUSY（ピン26）：コンバータのステータスを示します。変換 を実行中のときには“L”になります。BUSYの立上りエッジで データが有効になります。BUSYが立ち上がった場合、または 信号アクイジション・タイムなしで別の変換が開始される場 合は、CSまたはR/Cが“H”にならなければなりません。 VANA（ピン27）：5Vアナログ電源。0.1µFセラミック・コ ンデンサと10µFタンタル・コンデンサでグランドにバイ パスします。 VDIG（ピン28）：5Vデジタル電源。ピン27に直接接続します。

テスト回路

アクセス・タイミング用負荷回路 出力フロート遅延用負荷回路

機能ブロック図

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VDAC 1605 • F01 + – CDAC DAC SAMPLE HOLD CSAMPLE S A R 16-BIT LATCH COMPARATOR SAMPLE SI RIN2 RIN1 VIN 1605 • F02 1000pF 33.2k VIN CAP AIN 200Ω

アプリケーション情報

変換の詳細説明 LTC1605は、逐次比較アルゴリズムと内部サンプル・ホール ド回路を使用して、アナログ信号を16ビットつまり2バイト のパラレル出力に変換します。このADCは高精度リファレ ンスと内部クロックを備えています。コントロール・ロジッ クにより、簡単にマイクロプロセッサやDSPにインタフェー スすることができます（データ・フォーマットについては、デ ジタル・インタフェースのセクションを参照してください）。 変換スタートはCSおよびR/C入力でコントロールされま す。変換がスタートすると、逐次比較レジスタ（SAR）が リセットされます。一度変換サイクルが始まると、再ス タートすることはできません。 変換中は内部の16ビット容量性DAC出力が最上位ビット （MSB）から最下位ビット（LSB）にSARでシーケンスされま す。図1を参照すると、V_IN入力はアクイジション・フェーズ 中に、抵抗分割回路を通してサンプル・ホールド・コンデン サに接続され、コンパレータ・オフセットはオートゼロ・ス イッチによってゼロになります。このアクイジション・ フェーズでは、2µsの最小遅延時間が、サンプル・ホールド・ コンデンサがアナログ入力を収集するのに十分な時間を与 えます。変換フェーズ中は、オートゼロ・スイッチがオープ ンして、コンパレータを比較モードにします。入力スイッチ はC_SAMPLEをグランドにスイッチして、アナログ入力電荷 をコンパレータの加算点に送ります。この入力電荷は、容量 性DACから供給されるバイナリ・ウェイト電荷と逐次比較 されます。ビットの決定は高速コンパレータで行われます。 変換が終わると、DAC出力はV_IN入力電荷とバランスしま す。V_IN入力信号を表すSAR成分（16ビット・データ・ワード） が16ビット出力ラッチにロードされます。 図1. LTC1605簡略等価回路 アナログ入力のドライブ LTC1605の公称入力範囲は±10Vまたは（±4 • V_REF）で、 入力は± 25Vの過電圧保護がされています。入力イン ピーダンスは標準20kΩですので、低インピーダンス・ ソースでドライブしなければなりません。入力への広帯 域ノイズの結合は、図2に示すとおり、入力に1000pFコン デンサを配置すれば小さくすることができます。NPOタ イプのコンデンサを使用するれば、歪みが最も小さくな ります。コンデンサはできる限りデバイスの入力ピンの 近くに配置してください。アンプを使って入力をドライ ブする場合は、アプリケーションに適した精度、直線性、 ノイズのアンプを選択しなければなりません。LTC1605 のドライブに適したオペアンプを以下にまとめます。詳 細については、リニアテクノロジー社のデータ・ブック と、LinearViewTM CD-ROMに記載されています。 図2. アナログ入力フィルタリング LT1007 - 低ノイズ、高精度アンプ。消費電流2.7mA、±5V∼ ±15V電源。利得帯域積8MHz。DCアプリケーション。 LT1097 - 低コスト、低消費電力の高精度アンプ。消費電 流300µA。±5V∼±15V電源。利得帯域積0.7MHz。DC アプリケーション。 LT1227 - 140MHzビ デ オ 電 流 帰 還 ア ン プ 。 消 費 電 流 10mA。±5V∼±15V電源。低ノイズ、低歪み。 LT1360 - 37MHz電圧帰還アンプ。消費電流3.8mA。±5V∼ ±15V電源。優れたAC/DCスペック。 LT1363 - 50MHz電圧帰還アンプ。電源電流6.3mA。優れ たAC/DCスペック。 LT1364/LT1365 - デュアルおよびクワッド50MHz電圧帰 還アンプ。アンプ当たりの消費電流6.3mA。優れたAC/DC スペック。 LinearViewはリニアテクノロジー社の商標です。

9

S S – + 1605 • F03 INTERNAL CAPACITOR DAC BANDGAP REFERENCE VANA 4k 2.2µF CAP (2.5V) 2.2µF REF (2.5V) 4 3 + 5 4 3 2 1 2.2µF + 2.2µF 33.2k 1% ±10V INPUT 200Ω 1% VIN AGND1 REF CAP AGND2 LTC1605 1605 • F04 INPUT VOLTAGE (V) 0V OUTPUT CODE –1 LSB 1605 • F06 011...111 011...110 000...001 000...000 100...000 100...001 111...110 1 LSB BIPOLAR ZERO 111...111 FS/2 – 1LSB –FS/2 FS = 20V 1LSB = FS/65536 + 5 4 3 2 1 2.2µF + 2.2µF 33.2k 1% ±10V INPUT 200Ω 1% VIN AGND1 REF CAP AGND2 LTC1605 1605 • F05 576k R4 50k R3 50k 5V

アプリケーション情報

内部電圧リファレンス LTC1605は温度補償および曲線補正されたバンドギャップ・ リファレンスを内蔵しており、このリファレンスは製造時 に2.50Vに調整されています。ADCのフルスケール範囲は （±4 • V_REF）または公称±10Vになります。リファレンスの出 力は、4k抵抗を通してユニティゲイン・バッファの入力に接 続されます（図3参照）。バッファへの入力またはリファレン スの出力は、REF（ピン3）から外部に引き出されています。よ り高精度が必要な場合は、内部リファレンスを外部リファレ ンスでオーバドライブできます。バッファ出力は内部DACを ドライブし、CAP（ピン4）から外部に引き出されています。 CAPピンを使用して、2mA未満の定常DC負荷をドライブで きます。AC負荷をドライブすると、コンバータのパフォーマ ンスが低下する可能性があるのでお奨めできません。 図3. 内部または外部リファレンス・ソース コード遷移ノイズを最小限に抑えるために、REFピンと CAPピンをそれぞれコンデンサでデカップリングし、リ ファレンスとバッファから広帯域ノイズをフィルタしな ければなりません（2.2µFタンタル・コンデンサを使用）。 オフセットおよび利得調整 LTC1605のオフセットおよびフルスケール誤差は、図4に 示すように、製造時に外部抵抗によって調整されていま す。これにより、絶対精度が重要なアプリケーションで、オ フセットとフルスケールを外部で調整することができま す。オフセットと利得調整回路については、図5を参照して ください。最初に、抵抗R3を調整してオフセットをゼロに 調整します。−152.6mVの入力電圧（−0.5LSB）を印加し、 コードが1111 1111 1111 1111と0000 0000 0000 0000の間で変 化するようにR3を調整します。利得誤差は抵抗R4で調整 します。9.999542Vの入力電圧（＋FS−1.5LSB）をV_INに印加 し、出力コードが0111 1111 1111 1110と0111 1111 1111 1111 の間で変化するまでR4を調整します。図6にLTC1605のバ イポーラ伝達特性を示します。 図4. 無調整の±10V入力 図5. オフセットと利得を調整した±10V入力 図6. LTC1605バイポーラ伝達特性 DC性能 高分解能ADCの遷移ノイズを測定する方法の1つは、 ADCの入力にDC信号を印加し、多数の変換を通して、

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CODE 0 500 1500 1000 2500 2000 4000 3500 3000 4500 COUNT 1605 • F07 –5 –4 –3 –2 –1 0 1 2 3 4 5 t1 t11 t2 t4 t3 t7 t6

ACQUIRE CONVERT ACQUIRE CONVERT

t5 t8 tACQ tCONV t9 PREVIOUS DATA VALID PREVIOUS DATA VALID

HI-Z NOT VALID DATA HI-Z

VALID DATA VALID R/C BUSY MODE DATA MODE 1605 • F08 その結果得られる出力コードを収集することです。図7 に示す例は10000回デジタル化されたDC入力に対する出 力コードの分布を示したものです。この図はガウス分布 で示され、RMSコード遷移は約1LSBです。 図7. 10000回の変換結果のヒストグラム

デジタル・インタフェース

内部クロック ADCは7µsの標準変換時間を達成するように調整された 内部クロックを備えています。外部調整は不要で、標準 アクイジション・タイム1µs、スループット性能100ksps が保証されています。 図8. 変換タイミング、変換後に出力をイネーブルする場合（CSは“L”に接続）

アプリケーション情報

タイミングとコントロール 変換スタートおよびデータ・リードは、CSとR/Cの2つ のデジタル入力で制御されます。変換を開始してサンプ ル・ホールドをホールド・モードにするには、CSとR/C を最低40nsの間“L”にします。一度変換を開始すると、 変換が完了するまで再スタートすることはできません。 コンバータのステータスはBUSY出力で表示され、変換 実行中この出力は“L”になっています。 LTC1605には2つの動作モードがあります。最初のモー ドを図8に示します。デジタル入力R/Cを使用して変換の スタートを制御します。CSは“L”に接続されます。R/C が“L”になると、サンプル・ホールドがホールド・モー ドに入り、変換が開始されます。BUSYは“L”になり、 変換中は“L”のままですが、変換が完了すると“H”に戻 り、内部出力シフト・レジスタが更新されます。R/Cは 最低40nsの間“L”でなければなりません。R/Cが“L”の 間、デジタル出力はハイ・インピーダンス状態になりま す。デジタル化された結果に誤差が生じないよう、R/C は変換スタート後3µs以内に“H”に戻さなければなりま せん。図9に示す2番目のモードでは、CS信号を使用し て変換のスタートとデジタル出力の読み出しを制御しま す。このモードでは、CSの立下りエッジより最低10ns前 にR/C入力信号を“L”にしなければなりません。CSの最 小パルス幅は40nsです。CSが立ち下がると、BUSYが “L”になり変換終了まで“L”のままです。変換が終了す ると、BUSYは“L”に戻ります。CSが再び“L”に戻って読 み出しを開始すると、新しいデータが有効になります。

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ACQUIRE CONVERT ACQUIRE

DATA VALID t1 t10 t10 t1 t10 t10 t3 t6 t4 tCONV t12 t7 HI-Z HI-Z R/C BUSY CS MODE DATA BUS 1605 • F09 FREQUENCY (kHz) –130 –120 –100 –110 –80 –90 –20 –40 –60 0 –30 –50 –70 –10 MAGNITUDE (dB) 1605 • F11 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 fSAMPLE = 100kHz fIN = 1kHz SINAD = 87.5dB THD = –101.7dB t10 t10 t12 t12 t7 HI-Z HI-Z HI-Z HI-Z HIGH BYTE LOW BYTE LOW BYTE HIGH BYTE R/C BYTE CS PINS 6 TO 13 PINS 15 TO 22 1605 • F03 図9. CSを使用した変換とリード・タイミングの制御 図10. CSとBYTEを使用したデータ・バス・リード・タイミングの制御 図11. LTC1605 非平均4096ポイントFFTプロット

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この場合も、変換スタート後3µs以内にR/CとCSの両方 を“H”に戻すことを推奨します。 出力データ 出力データは、16ビット・ワードまたは2つの8ビット・ バイトとして読み出すことができます。出力データの フォーマットは2の補数です。デジタル入力ピンBYTE を使用して、2バイト読み出しを制御します。BYTEピ ンが“L”の場合、最初の8つのMSBがD15∼D8ピンに出 力 さ れ 、 8つ の LSBが D7∼ D0ピ ン に 出 力 さ れ ま す 。 BYTEピンが“H”になると、8つのLSBと8つのMSBが交 換されます（図10参照）。 ダイナミック特性 FFT（高速フーリェ変換）テスト手法を使用して、定格ス ループットでのADCの周波数応答、歪み、およびノイ ズ特性をテストしています。低歪み正弦波を加え、FFT アルゴリズムを用いてデジタル出力を分析することによ り、基本成分外の周波数に対するADCのスペクトル成 分を調べることができます。図11にSINADが87.5dBで THDが−102dBの、標準的なLTC1605 FFTプロットを示 します。 SN比 信号対ノイズ＋歪み比（SINAD）は、A/D出力における基 本入力周波数のRMS振幅と他のすべての周波数成分の RMS振幅との比率です。出力はDCからサンプリング周 波数の1/2の周波数帯域に限定されます。図11にサンプ リ ン グ ・ レ ー ト が 100kHzで 入 力 が 1kHzの 場 合 の 、 87.5dBの標準SINADを示します。 全高調波歪み 全高調波歪み（THD）は、入力信号のすべての高調波の RMSの合計と基本波との比率です。帯域外高調波は、 DCとサンプリング周波数の1/2の周波数帯域に限定され ます。THDは次式で表されます。 ここで、V1は基本周波数のRMS振幅であり、V2からVN は第2高調波から第N高調波の振幅です。 ボード・レイアウト、電源、デカップリング 高分解能または高速A/Dコンバータには、ワイヤラッ プ・ボードは使用しないでください。LTC1605から最適 な性能を引き出すには、PCボードが必要です。PCボー ドのレイアウトでは、デジタルおよびアナログ信号ライ ン が で き る だ け 離 れ て い な け れ ば な り ま せ ん 。 特 に ADCの下やアナログ信号トラックに沿ってデジタル・ トラックを走らせないよう注意してください。アナログ 入力はAGNDで遮蔽しなければなりません。 図12から15に、16ビットADCから最適な性能を引き出 すのに役立つ推奨評価回路のレイアウトを示します。特 にアナログ・グランド・プレーンとデジタル・グラン ド・プレーンの設計に注意してください。LTC1605の DGNDピンは、アナログ・グランド・プレーンに接続で きます。バイパス・コンデンサを、電源、リファレンス とリファレンス・バッファ出力にできる限り近づけて配 置することが重要です。このADCを低ノイズで動作さ せるのに、これらのバイパス・コンデンサに対する低イ ンピーダンスのコモン・リターンが不可欠です。また、 これらのトラックのフォイル幅はできる限り広くなけれ ばなりません。また、信号ソースとADC間のグランド の電位差は入力信号と直列に誤差電圧として現れるた め、できるだけグランド回路のインピーダンスが低くな るよう配慮が必要です。デジタル出力ラッチとオンボー ド・サンプリング・クロックは、デジタル・グランド・ プレーンに配置されます。2つのグランド・プレーンは ともに電源グランドに接続されます。

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THD 20log V V V ... + V V 2 2 3 2 4 2 N 2 1 = + +

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ANALOG

GROUND PLANE

DIGITAL

GROUND PLANE GROUND PLANEANALOG

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図12. 推奨LTC1605評価回路の部品面

図13. アナログ・グランド・プレーン側の底面 図14. アナログ・グランド・プレーンとデジタル・

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D15 + 3 U6A 74HC221 _{A B} Q Q CEXT R21, 2k RCEXT 15 1 2 4 13 CLK 1605_07d.eps D15 D14 U1 LTC1605 D13 D12 D11 C5 0.1 µ F R19 33.2k 1% C3 0.1 µ F C16 1000pF C4 2.2 µ F C2 2.2 µ F EXT INT VREF JP1 C17 10µ F D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 6 7 8 9 10 11 12 13 15 16 17 18 19 20 21 D0 D15 D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 2 3 4 5 6 7 8 9 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 4 R20 1K 3 U4B 74HC04 6 5 U4C 74HC04 C1 15PF 22 1 2 3 4 5 14 23 24 25 26 27 28 VIN Q0 U2 74HC574 19 D0 Q1 18 D1 Q2 17 D2 Q3 16 D3 Q4 15 D4 Q5 14 D5 Q6 13 D6 Q7 12 12 U4A 74HC04 D7 1 OC 11 CLK 2 7 6 5 4 3 U7 74HC160 _{CLR LOAD} RCO 15 2 3 JP3 1 EXT _CLK INT 2 3 JP5 1 VCC CS GND ENP 10 ENT QD 11 D QC 12 C QB 13 B QA 14 A 2 U8 1MHz, OSC OUT 3 GND 1 NA E2 GND VIN 7V TO 15V E1 U5 LT1121 D16 MBR0520 C6 22µ F 10V GND 13 2 VIN VIN 4 U9 LT1019-2.5 TRIM 5 GND 1 NC1 2 INPUT 3 8 7 6 TEMP NC2 HEATER OUT 1 9 CLK D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 2 3 4 5 6 7 8 9 Q0 U3 74HC574 19 D0 Q1 18 D1 Q2 17 D2 Q3 16 D3 Q4 15 D4 Q5 14 D5 Q6 13 D6 Q7 12 D7 1 OC 11 CLK

AGND1 REF CAP AGND2 DGND BYTE R/C CS BUSY VANA VDIG

C8 0.1 µ F C7 10µ F VKK VCC VKK VKK VDD VCC R16 20 C9 0.1 µ F C10 0.1 µ F

DIGITAL I.C. BYPASSING

C11 0.1 µ F C12 0.1 µ F VCC C13 0.1 µ F C14 0.1 µ F C15 10µ F 2 3 JP4 1 REVERSE BYTE NORNAL VCC VCC VCC 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 GND GND CLK D15 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 R8, 1.2k D8 R9, 1.2k D9 R10, 1.2k D10 R11, 1.2k D11 R12, 1.2k D12 R13, 1.2k D13 R14, 1.2k D14 R15, 1.2k R0, 1.2k D0 R1, 1.2k D1 R2, 1.2k D2 R3, 1.2k D3 R4, 1.2k D4 R5, 1.2k D5 R6, 1.2k D6 R7, 1.2k D7 JP2 LED ENABLE 10 11 U4E 74HC04 8 1 2 9 EXT_CLK J1 1 2 AIN J2 R17 51 U4D 74HC04 R18 ₂₀₀ Ω 1%

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図 15. LTC1605推奨評価回路の配線図

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N28 1197 0.255 ± 0.015* (6.477 ± 0.381) 1.370* (34.789) MAX 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 21 13 14 15 16 18 17 19 20 22 23 24 25 26 2 27 1 28 0.020 (0.508) MIN 0.125 (3.175) MIN 0.130 ± 0.005 (3.302 ± 0.127) 0.065 (1.651) TYP 0.045 – 0.065 (1.143 – 1.651) 0.018 ± 0.003 (0.457 ± 0.076) 0.005 (0.127) MIN 0.100 ± 0.010 (2.540 ± 0.254) 0.009 – 0.015 (0.229 – 0.381) 0.300 – 0.325 (7.620 – 8.255) 0.325+0.035_–0.015 +0.889 –0.381 8.255

(

)

*THESE DIMENSIONS DO NOT INCLUDE MOLD FLASH OR PROTRUSIONS. MOLD FLASH OR PROTRUSIONS SHALL NOT EXCEED 0.010 INCH (0.254mm)

G28 SSOP 0694 0.005 – 0.009 (0.13 – 0.22) 0° – 8° 0.022 – 0.037 (0.55 – 0.95) 0.205 – 0.212** (5.20 – 5.38) 0.301 – 0.311 (7.65 – 7.90) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 121314 0.397 – 0.407* (10.07 – 10.33) 25 26 242322 21 20 19 18 17 16 15 27 28 0.068 – 0.078 (1.73 – 1.99) 0.002 – 0.008 (0.05 – 0.21) 0.0256 (0.65) BSC 0.010 – 0.015 (0.25 – 0.38) DIMENSIONS DO NOT INCLUDE MOLD FLASH. MOLD FLASH

SHALL NOT EXCEED 0.006" (0.152mm) PER SIDE

DIMENSIONS DO NOT INCLUDE INTERLEAD FLASH. INTERLEAD FLASH SHALL NOT EXCEED 0.010" (0.254mm) PER SIDE * **

パッケージ 

注記がない限り、寸法はインチ（mm） Gパッケージ 28リード・プラスチックSSOP（0.209） （LTC DWG # 05-08-1640） Nパッケージ 28リードPDIP（細型0.300） （LTC DWG # 05-08-1510） リニアテクノロジー・コーポレーションがここで提供する情報は正確かつ信頼でき るものでありますが、その使用に関する責務は一切負いません。また、ここに記載 された回路結線と既存特許とのいかなる関連についても一切関知いたしません。

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S28 (WIDE) 0996 0° – 8° TYP NOTE 1 0.009 – 0.013 (0.229 – 0.330) 0.016 – 0.050 (0.406 – 1.270) 0.291 – 0.299** (7.391 – 7.595) × 45° 0.010 – 0.029 (0.254 – 0.737) 0.037 – 0.045 (0.940 – 1.143) 0.004 – 0.012 (0.102 – 0.305) 0.093 – 0.104 (2.362 – 2.642) 0.050 (1.270) TYP 0.014 – 0.019 (0.356 – 0.482) TYP NOTE 1 0.697 – 0.712* (17.70 – 18.08) 1 2 3 4 5 6 7 8 0.394 – 0.419 (10.007 – 10.643) 9 10 25 26 11 12 22 21 20 19 18 17 16 15 23 24 14 13 27 28 NOTE:

1. PIN 1 IDENT, NOTCH ON TOP AND CAVITIES ON THE BOTTOM OF PACKAGES ARE THE MANUFACTURING OPTIONS. THE PART MAY BE SUPPLIED WITH OR WITHOUT ANY OF THE OPTIONS

DIMENSION DOES NOT INCLUDE MOLD FLASH. MOLD FLASH SHALL NOT EXCEED 0.006" (0.152mm) PER SIDE DIMENSION DOES NOT INCLUDE INTERLEAD FLASH. INTERLEAD FLASH SHALL NOT EXCEED 0.010" (0.254mm) PER SIDE * **

パッケージ 

注記がない限り、寸法はインチ（mm） SWパッケージ 28リード・プラスチック・スモール・アウトライン（広型0.300） （LTC DWG # 05-08-1620）

関連製品

製品番号 概要 注釈 LT®1019-2.5 高精度バンドキャップ・リファレンス 0.05%最大、 5ppm/℃最大 LTC1274/LTC1277 低消費電力12ビット、100ksps ADCs 10mW消費電力、 パラレル/バイト・インタフェース LTC1415 単一5V、12ビット、1.25Msps ADC 55mW消費電力、SINAD 72dB LTC1419 低消費電力14ビット、800ksps ADC 真の14ビット直線性、SINAD 81.5dB、 消費電力150mW LT1460-2.5 マイクロパワー高精度シリーズ・リファレンス 0.075%最大、10ppm/℃最大、わずか130mAの電源電流 LTC1594/LTC1598 マイクロパワー4/8チャネル12ビットADC シリアルI/O、3Vおよび5Vバージョン

 LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 1997

0998 0.5K• PRINTED IN JAPAN

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