基于STC12C5A60S2单片机双串口应用研究外文翻译资料
2022-08-21 23:25:17
FEATURES
12-Bit Resolution
n 1Msps/3Msps Sampling Rates
n Low Noise: 73dB SNR
n Low Power Dissipation: 6mW
n Single Supply 2.35V to 3.6V Operation
n No Data Latency
n Sleep Mode with 0.1mu;A Typical Supply Current
n Dedicated External Reference (TSOT23-8)
n 1V to 3.6V Digital Output Supply (TSOT23-8)
n SPI/MICROWIREtrade; Compatible Serial I/O
n Guaranteed Operation from –40°C to 125°C
n 6- and 8-Lead TSOT-23 Packages
APPLICATIONS
Communication Systems
n Data Acquisition Systems
n Handheld Terminal Interface
n Medical Imaging
n Uninterrupted Power Supplies
n Battery Operated Systems
n Automotive
DESCRIPTION
The LTC?2365/LTC2366 are 1Msps/3Msps, 12-bit, samplingA/D converters that draw only 2mA and 2.6mA, respectively,from a single 3V supply. These high performance devices include a high dynamic range sample-and-holdand a high speed serial interface. The full scale input is0V to VDD or VREF . Outstanding ACperformance includes72dB SINAD and –80dB THD at sample rates of 3Msps.The serial interface provides fl exible power managementand allows maximum power effi ciency at low throughputrates. These devices are available in tiny 6- and 8-leadTSOT-23 packages.The serial interface, tiny TSOT-23 package and extremely high sample rate-to-power ratio make the LTC2365/LTC2366 ideal for compact, low power, high speed systems. The high impedance single-ended analog input and the ability to operate with reduced spans (down to 1.4V full scale) allow direct connection to sensors and transducers in many applications, eliminating the need for gain stages.
PIN FUNCTIONS
LTC2365/LTC2366 (S6 Package)
VDD (Pin 1): Positive Supply. The VDD range is 2.35V to 3.6V. VDD also defi nes the input span of the ADC, 0V to VDD. Bypass to GND and to a solid ground plane with a10mu;F ceramic capacitor (or 10mu;F tantalum in parallel with0.1mu;F ceramic).
GND (Pin 2): Ground. The GND pin must be tied directlyto a solid ground plane.
AIN (Pin 3): Analog Input. AIN is a single-ended input withrespect to GND with a range from 0V to VDD.
SCK (Pin 4): Shift Clock Input. The SCK serial clock advancesthe conversion process. SDO data transitions onthe falling edge of SCK.
SDO (Pin 5): Three-state Serial Data Output. The A/Dconversion result is shifted out on SDO as a serial datastream with MSB fi rst. The data stream consists of twoleading zeros followed by 12 bits of conversion data and two trailing zeros.
CS (Pin 6): Chip Select Input. This active low signal starts a conversion on the falling edge and frames the serial data transfe
LTC2365/LTC2366 (TS8 Package)
VDD (Pin 1): Positive Supply. The VDD range is 2.35V to 3.6V. Bypass to GND and to a solid ground plane with a 10mu;F ceramic capacitor (or 10mu;F tantalum in parallel with 0.1mu;F ceramic).
VREF (Pin 2): Reference Input. VREF defi nes the input span of the ADC, 0V to VREF and the VREF range is 1.4V to VDD. Bypass to GND and to a solid ground plane with a 4.7mu;F ceramic capacitor (or 4.7mu;F tantalum in parallel with 0.1mu;F ceramic).
GND (Pin 3): Ground. The GND pin must be tied directly to a solid ground plane.
AIN (Pin 4): Analog Input. AIN is a single-ended input with respect to GND with a range from 0V to VREF.
OVDD (Pin 5): Output Driver Supply for SDO. The OVDD range is 1V to 3.6V. Bypass to GND and to a solid ground plane with a 4.7mu;F ceramic capacitor (or 4.7mu;F tantalum in parallel with 0.1mu;F ceramic).
SDO (Pin 6): Three-state Serial Data Output. The A/D conversion result is shifted out on SDO as a serial data stream with MSB fi rst. The data stream consists of two
leading zeros followed by 12 bits of conversion data and two trailing zeros.
SCK (Pin 7): Shift Clock Input. The SCK serial clock advances
the conversion process. SDO data transitions on the falling edge of SCK.
CS (Pin 8): Chip Select Input. This active low signal starts
a conversion on the falling edge and frames the serial data transfer.
APPLICATIONS INFORMATION
DC PERFORMANCE
The noise of an ADC can be evaluated in two ways: signaltonoise ratio (SNR) in the frequency domain and histogram in the time domain. The LTC2365/LTC2366 excel in both. Figures 5 and 6 demonstrate that the LTC2365/LTC2366 have an SNR of over 72dB. The noise in the time domain histogram is the transition noise associated with a 12-bit resolution ADC which can be measured with a fi xed DC signal applied to the input of the ADC. The resulting output codes are collected over a large number of conversions. The shape of the distribution of codes will give an indication of the magnitude of the transition noise. In Figure 4, the distribution of output codes is shown for a DC input that has been digitized 16384 times. The distribution is Gaussian and the RMS code transition is about 0.34LSB. This corresponds to a noise level of 72.7dB relative to a full scale of 3V.
DYNAMIC PERFORMANCE
The LTC2365/LTC2366 have excellent high speed sampling capability. Fast fourier transform (FFT) test techniques are used to test the ADCrsquo;s frequency response, distortion and noise at the rated throughput. By applying a low distortion sine wave and analyzing the digital output using an FFT algorithm, the ADCrsquo;s spectral content can be examined for frequencies outside the fundamental. Figures 5 and 6 show typical LTC2365 and LTC2366 FFT plots respect
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翻译
特点:
1.12位分辨率
2.1Msps/3Msps采样率
3.低噪音:73dB SNR
4.低功耗:6mW
5.单电源:2.35V-3.6V
6.无数据延迟
7.睡眠模式0.1mu;A典型电源电流
8.专用外部基准(TSOT23-8)
9.1V-3.6V的数字输出电源(TSOT23-8)
10.SPI/微丝兼容串行I/O
11.保证操作范围–40°C 到125°C
12.6-和8-TSOT-23铅包
应用:
- 通信系统
- 数据采集系统
- 手持式终端接口
- 医学影像
- 不间断的电源供应器
- 电池供电系统
- 汽车
描述:
LTCR2365/LTC2366是1Msps/3Msps,12位采样的A/D变流器。它只从3V的单电源延生2mA和2.6mA。这些高性能的设备包括一个高动态范围的采样和保持及一个高速串行接口。满量程输入是从0V到VDD 或 VREF 。出色的AC性能包括72dB SINAD和-80dB THD在3Msps的采样率。串行接口提供灵活的能量控制并通过低吞吐率保持最大功率效率。这些设备能够在小的6-和8-TSOT-23铅包中找到。
串行接口,TSOT-23铅包和高采样率功率比共同促成了LTCR2365/LTC2366的紧凑低能耗高速的系统。
高阻抗单端模拟输入和跨度减少(低至1.4V)的操作能力使感应器与传感器在许多应用方面能够直接连接,较少了相关步骤。
引脚功能
LTC2365 / LTC2366(S6包)
VDD(引脚1):正电源。在VDD范围为2.35V至3.6V。 VDD也DEFI未列名的ADC,0V到的输入范围VDD。旁路到GND,并在硬地面上有一10mu;F陶瓷电容(10mu;F或钽电容并联
0.1mu;F的陶瓷)。
GND(引脚2):接地。 GND引脚必须直接绑以雄厚的地平面。
AIN(引脚3):模拟输入。 AIN是一个单端输入,对于GND,范围为0V至VDD。
SCK(引脚4):移位时钟输入。在SCK串行时钟进步转换过程。 SDO数据的转换
SCK的下降沿。
SDO(引脚5):三态串行数据输出。 A / D转换,转换结果被移出SDO为串行数据
物流与MSB第一个。该数据流包含两个前导零,随后通过转化数据的12位和2尾随零。
CS(6脚):片选输入。这种积极的低信号启动在下降沿转换和帧的序列
数据transfe
LTC2365 / LTC2366(TS8包)
VDD(引脚1):正电源。在VDD范围为2.35V至3.6V。旁路到GND,并在硬地面上有一10mu;F陶瓷电容(10mu;F或钽电容并联0.1mu;F的陶瓷)。
VREF(引脚2):参考输入。 VREF DEFI未列名输入ADC的跨度,0V至VREF和VREF范围为1.4V至VDD。旁路到GND,并在硬地面上用一个4.7mu;F的陶瓷电容(或4.7mu;F钽电容并联用0.1mu;F陶瓷)。
GND(引脚3):地面。 GND引脚必须直接绑以雄厚的地平面。
AIN(引脚4):模拟输入。 AIN是一个单端输入对于GND,范围为0V至VREF。
OVDD(引脚5):输出驱动电源为SDO。该OVDD范围为1V至3.6V。旁路到GND和一个坚实的基础.飞机用4.7mu;F的陶瓷电容(或4.7mu;F钽与0.1mu;F陶瓷平行)。
SDO(引脚6):三态串行数据输出。 A / D转换转换结果被移出SDO为串行数据物流与MSB第一个。该数据流包含两个前导零,随后通过转化数据的12位和2尾随零。
SCK(引脚7):移位时钟输入。在SCK串行时钟进步转换过程。 SDO数据的转换SCK的下降沿。
CS(引脚8):片选输入。这种积极的低信号启动在下降沿转换和帧的序列数据传输。
应用信息:
DC性能
ADC噪音能够通过两种方法评估:频率的单信号噪音比和时间的直方图。LTC2365/LTC2366比这两个都更高级。数据表5和数据表6展示了LTC2365/LTC2366有一个超过72dB的SNR。时间直方图上的噪音是一种转换噪音,与一个能够用固定的DC信号应用于ADC输入的12位分辨率ADC联接。输出结果序列通过许多转变器采集。序列号的分布形态能展现转换噪音的大小。在数据表四中,输出序列号的分布由被数字化16384次的DC输入展示。高斯和RMS数据转换的分布大约是0.34LSB。这与3V满量程72.7dB的噪音等级相对应。
动态性能:
LTC2365/LTC2366有很好的高速采样能力。FFT测试技术用于测试特定吞吐量的ADC的反应频率,失真和噪音。通过使用一个低失真度的正弦线和分析适用FFT算法的数据输出能够检查ADC基调之外的频率。数据表5和数据表6分别展示了LTC2365/LTC2366的典型特征。
应用信息
信号与噪声和失真比的信号与噪声加失真比(SINAD)是基本输入的RMS幅度之比
频率的所有其它频率的RMS振幅组件在A / D输出。输出被频带限制到的频率从上述直流和下方的一半采样频率。显示了一个典型的FFT具有3MHz的采样率和一个1MHz的输入。动态性能是优秀的输入频率达到并超出了奈奎斯特频率为1.5MHz。有效位数位(ENOB)的有效数量是测量ADC的分辨率和直接关系到
SINAD通过公式:
ENOB =(SINAD - 1.76)/6.02
其中,ENOB是分辨率位数的有效位数和SINAD用dB表示。在3MHz的最大采样率,LTC2366保持ENOB
上述11位高达1.5MHz的奈奎斯特输入频率总谐波失真总谐波失真(THD)是RMS的比率输入信号的所有谐波的总和的基本本身。带外的谐波别名到频
DC和采样频率的一半之间频带。 THD表示为:
其中V1是基波的RMS幅度通过Vn的频率和V2的振幅
第二至第n次谐波。 THD与输入频率LTC2366具有优异失真性能达到奈奎斯特频率和超越。
应用信息
互调失真
如果ADC输入信号由一个以上的光谱组件,ADC转换函数的非线性能产生除了intermoduation失真(IMD)THD。 IMD是一个正弦输入的变化引起的由另一个正弦输入的在不同的存在频率。
如果频率fa和两个纯正弦波应用到ADC输入,非线性在ADC的传递函数可以在和差创建失真产物MFAplusmn;NFB,其中m和n= 0,1,2,3等的频率例如,第2IMD项包括(发plusmn;FB)。如果两个输入正弦波大小相等,则的2阶IMD产品的价值(以分贝)可表示由下式:
的LTC2365/ LTC2366具有良好IMD如图峰值谐波或杂散噪声峰值谐波或杂散噪声是最大的频谱组件不包括输入信号和直流。此值被表示在相对于一个的RMS值分贝满量程输入信号。
全功率和线性带宽
全功率带宽指的输入频率
重构基波的振幅被减少
3分贝为满量程输入信号。
全性带宽是在该输入频率
该SINAD已降至68分贝(11位有效)。该LTC2365/ LTC2366已设计为优化输入
带宽,使得ADC到undersample输入信号与上述的频率转换器的奈奎斯特频率。
噪声FL OOR保持非常低的在高频率;SINAD变得由畸变频率为主远远超过奈奎斯特。
应用信息
概述
该LTC2365 / LTC2366采用逐次逼近算法和内部采样和保持电路来转换一个
模拟信号到一个12位串行输出。两款器件均工作从单一2.35V至3.6V电源。 LTC2366的样品在3MSPS与一个48MHz的时钟,而LTC2365的速度样本1Msps的与16MHz的时钟速度。
该LTC2365 / LTC2366包含一个12位,开关电容模数转换器,一个采样和保持,和一个串行接口,并采用纤巧的6和8引线TSOT-23可包。该器件通过提供睡眠模式控制串行接口,在非活动期间节省电量
(参见休眠模式部分)。
在S6包LTC2365 / LTC2366的使用VDD参考并具有0V的模拟输入范围至VDD。该ADC采样模拟输入相对于GND和输出结果通过串行接口。该TS8包提供了两个额外的引脚:参考输入引脚,VREF和一个输出电源引脚,OVDD。该ADC可以降低运营跨度下降到1.4V和实现342mu;V的分辨率。 OVDD控制的输出摆幅数字输出管脚,SDO和允许装置进行通信与1.8V,2.5V或3V数字系统。串行接口该LTC2365 / LTC2366与微控制器通信,DSP和经由一个3线接口等外部电路。
示出了串行接口时序图,而图转换的11和12的细节的时序图分别于14周期和16个SCK周期。
数据传输
掉落的CS边缘开始转换和帧序列数据传输。 SCK提供转换时钟和控制所述转换过程中的数据传输。CS变低时钟出了第一个前导零和后续SCK下降沿时钟输出剩余的数据,开始与第二前导零。 (因此,在第一个SCK下降沿捕捉到第一个前导零和时钟出第二前导零)。时序图在图12中显示,在数据传输的网络连接最终位在第16个下降沿,因为它是同步输出上的有效先前第15下降沿。在以较慢SCK的应用程序,它可以捕获每个数据SCK上升沿。在这种情况下,第一个下降沿SCK边缘钟表出第二前导零和可以被捕获的第一个上升沿。然而,第一个前导零主频出来的时候CS变低是因为错过第15落下SCK的边缘钟表出的最后一位和可以被捕获15日上升SCK边缘。如果CS变低时,SCK为低,则CS钟表出第一个前导零,并且可以捕获在SCK上升边缘。接下来的SCK时钟下降沿出第二前导零,可以在下面的上升被捕获边
应用信息
LTC2366具有实现3MSPS采样率CS变低的地方采样和保持到保持模式并开始转换。该LTC2365 / LTC2366需要至少有14个SCK周期便可完成转换。该第13届下降SCK边沿转换后终止,其中钟表出来B0。第14届下降SCK边缘的地方采样和保持回来到采样模式。忽略了最后两个尾随零,可以为用户带来CS第14届下降SCK边沿后高。用户还可以保持最后两个尾随零通过将CS高右经过16 SCK下降。在这两种情况下,一个取样率的3MSPS可以通过使用一个48MHz的SCK时钟来实现在LTC2366,其中tTHROUGHPUT为333ns。
串行数据输出(SDO)
SDO输出保持在高阻抗状态,同时CS为高。 CS的下降沿开始转换并启用SDO。在A / D转换结果移出在SDO引脚与MSB第一个串行数据流。该数据流包括两个前导零,随后通过转换数据的12位和两个尾随零。该
在SDO输出返回到高阻抗状态
16 SCK的下降沿或更早通过将⎯C⎯S高前SCK的第16个下降沿。在SDO引脚的输出摆幅由VDD控制在S6包以及由OVDD引脚电压引脚电压在TS8包。
应用信息
睡眠模式
该LTC2365/ LTC2366提供了睡眠模式以节省在非活动期间的功率。上电时,持CS高初始化ADC睡眠模式。在睡眠模式下,所有的偏置电路被关闭,只有泄漏电流保持(0.1mu;A典型值)。
进入休眠模式
该ADC实现运营速度最快的采样率模式(全电)。该装置也可被置于睡眠模式在非活动期间节能。给力该LTC2365/ LTC2366进入睡眠模式,用户可以中断通过将CS高之间的转换过程SCK的第2次和第10次下降沿。如果CS10日下降沿后带来的高16下降沿之前,该设备保持供电起来,但转换终止和SDO返回到高阻抗状态..
应用信息
退出休眠模式和供电时间要退出睡眠模式,CS拉低并执行一个空转换。该LTC2365 / LTC2366器件上电时完全在SCK的第16个下降沿。开机后起来,ADC可以连续采集的输入信号并作为在串行描述执行转换接口部分。唤醒时间是
对于LTC2366 333ns用48MHz的SCK和1mu;s的为LTC2365具有一个16MHz的SCK。取样与保持在保持模式,而该设备在睡眠模式。该ADC返回1日以后采样模式电时SCK的下降沿.功率与采样率图16显示了LTC2365的功率消耗/LTC2366处于操作模式。通过采取ADC进入睡眠当不执行转换模式下,平均ADC的功耗降低为采样率下降。显示了功率消耗与在当睡眠模式采样率与设备不执行转换。
应用信息
单端模拟输入
驱动模拟输入
该LTC2365 / LTC2366的模拟输入是容易驾驶充电时输入绘制只有一个很小的电流尖峰的采样和保持电容器,在转换结束。在转换过程中,模拟输入唯一的平局
一小的漏电流。如果的源阻抗驱动电路为低时,LTC2365的则输入/ LT2366可以直接驱动。随着源阻抗的增加,所以将采集时间。对于最小采集时间高源阻抗,缓冲amplifi呃应该是使用。主要的要求是,amplifi呃驱动小电流尖峰后的模拟输入必须解决接下来的转换开始之前(稳定时间必须是全吞吐速率小于56ns)。而选择输入amplifi呃,也牢记的噪音量和谐波失真amplifi呃贡献。选择一个输入Amplifi器选择一个输入amplifi器很容易,如果一些要被考虑在内。首先,以限制幅度电压尖峰从充电看到amplifi洱采样电容,选择一个amplifi器具有低在闭环带宽输出阻抗(lt;100Omega;)频率。例如,如果一个amplifi器被用在增益lt;
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