LTC2140-12：高性能低功耗雙路 ADC 的卓越之選

在電子工程師的日常工作中，選擇合適的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）至關(guān)重要。今天，我們就來(lái)深入探討 Linear Technology 公司的 LTC2142-12/LTC2141-12/LTC2140-12 這三款 12 位、低功耗雙路 ADC，看看它們有哪些獨(dú)特的性能和應(yīng)用場(chǎng)景。

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一、產(chǎn)品概述

LTC2142-12/LTC2141-12/LTC2140-12 是 2 通道同時(shí)采樣的 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，專為數(shù)字化高頻、寬動(dòng)態(tài)范圍信號(hào)而設(shè)計(jì)。它們采用單 1.8V 電源供電，具有低功耗、高性能的特點(diǎn)，適用于各種對(duì) AC 性能要求較高的通信應(yīng)用。

二、關(guān)鍵特性

2.1 高性能指標(biāo)

高 SNR 和 SFDR：具備 70.8dB 的信噪比（SNR）和 89dB 的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR），能夠在復(fù)雜的信號(hào)環(huán)境中準(zhǔn)確地采集和轉(zhuǎn)換信號(hào)，有效減少噪聲和雜散信號(hào)的干擾。
超低抖動(dòng)：僅 (0.08 ps_{RMS}) 的超低抖動(dòng)，使得它們能夠在欠采樣中頻（IF）頻率時(shí)保持出色的噪聲性能，為高頻信號(hào)處理提供了可靠的保障。
高精度 DC 指標(biāo)：包括 ±0.3LSB 的積分非線性（INL）和 ±0.1LSB 的微分非線性（DNL），且在整個(gè)溫度范圍內(nèi)無(wú)漏碼，確保了轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

2.2 低功耗設(shè)計(jì)

該系列 ADC 的功耗極低，總功耗分別為 92mW（65Msps）、65mW（40Msps）和 48mW（25Msps），每通道功耗分別為 46mW（65Msps）、33mW（40Msps）和 24mW（25Msps）。這種低功耗特性不僅有助于降低系統(tǒng)的整體功耗，還能減少發(fā)熱，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

2.3 靈活的輸出模式

提供了多種數(shù)字輸出模式，包括全速率 CMOS、雙倍數(shù)據(jù)速率 CMOS 和雙倍數(shù)據(jù)速率 LVDS。用戶可以根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的輸出模式，以滿足不同系統(tǒng)的接口要求。同時(shí)，獨(dú)立的輸出電源允許 CMOS 輸出擺幅在 1.2V 至 1.8V 之間調(diào)整，增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性。

2.4 豐富的可選功能

可選輸入范圍：輸入范圍可在 1VP - P 至 2VP - P 之間選擇，方便用戶根據(jù)不同的信號(hào)源進(jìn)行靈活配置。
數(shù)據(jù)輸出隨機(jī)化：通過(guò)對(duì)數(shù)字輸出進(jìn)行隨機(jī)化處理，可以減少 ADC 數(shù)字輸出的干擾，降低輸出頻譜中的雜散信號(hào)幅度。
時(shí)鐘占空比穩(wěn)定器：可選的時(shí)鐘占空比穩(wěn)定器允許在較寬的時(shí)鐘占空比范圍內(nèi)保持高性能，確保在時(shí)鐘信號(hào)質(zhì)量不穩(wěn)定的情況下仍能正常工作。
關(guān)斷和小憩模式：支持關(guān)斷和小憩模式，可在系統(tǒng)不需要工作時(shí)將功耗降至最低，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的能效比。
串行 SPI 端口配置：通過(guò)串行 SPI 端口，可以方便地對(duì) ADC 的各種工作模式和參數(shù)進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)靈活的系統(tǒng)控制。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

由于其卓越的性能和豐富的功能，LTC2142-12/LTC2141-12/LTC2140-12 廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

通信：適用于無(wú)線通信基站、軟件定義無(wú)線電（SDR）等通信系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確地采集和處理高頻信號(hào)，提高通信質(zhì)量和效率。
便攜式醫(yī)療成像：低功耗的特點(diǎn)使其非常適合便攜式醫(yī)療成像設(shè)備，如超聲診斷儀等，能夠在保證性能的同時(shí)，延長(zhǎng)設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間。
多通道數(shù)據(jù)采集：2 通道同時(shí)采樣的功能使其可以用于多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)信號(hào)的同步采集和處理。
無(wú)損檢測(cè)：在無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，能夠高精度地采集和分析信號(hào)，為檢測(cè)結(jié)果提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

四、性能參數(shù)詳解

4.1 轉(zhuǎn)換器特性

參數(shù)	條件	LTC2142 - 12	LTC2141 - 12	LTC2140 - 12	單位
分辨率（無(wú)漏碼）		12	12	12	位
積分線性誤差	差分模擬輸入	-0.9 至 0.9（典型 ±0.3）	-0.9 至 0.9（典型 ±0.3）	-0.9 至 0.9（典型 ±0.3）	LSB
差分線性誤差	差分模擬輸入	-0.5 至 0.5（典型 ±0.1）	-0.5 至 0.5（典型 ±0.1）	-0.5 至 0.5（典型 ±0.1）	LSB
失調(diào)誤差		-9 至 9（典型 ±1.5）	-9 至 9（典型 ±1.5）	-9 至 9（典型 ±1.5）	mV
增益誤差	內(nèi)部參考		±1.5		%FS
	外部參考	-1.7 至 1.1（典型 -0.3）	-1.7 至 1.1（典型 -0.3）	-1.7 至 1.1（典型 -0.3）	%FS
失調(diào)漂移		±10	±10	±10	μV/°C
滿量程漂移	內(nèi)部參考	±30	±30	±30	ppm/°C
	外部參考	±10	±10	±10	ppm/°C
增益匹配		±0.2	±0.2	±0.2	%FS
失調(diào)匹配		±1.5	±1.5	±1.5	mV
過(guò)渡噪聲		0.3	0.3	0.3	LSBRMS

4.2 模擬輸入特性

符號(hào)	參數(shù)	條件	最小值	典型值	最大值	單位
VIN	模擬輸入范圍（AIN + – AIN –）	1.7V < VDD < 1.9V			1 至 2	VP - P
VIN(CM)	模擬輸入共模電壓（(AIN + + AIN –)/2）	差分模擬輸入		0.7	1.25	V
VSENSE	外部電壓參考施加到 SENSE 引腳（外部參考模式）		0.625	1.250	1.300	V
IINCM	模擬輸入共模電流	每引腳，65Msps		81		μA
		每引腳，40Msps		50		μA
		每引腳，25Msps		31		μA
IIN1	模擬輸入泄漏電流（無(wú)編碼）	0 < AIN +, AIN – < VDD	-1.5		1.5	μA
IIN2	PAR/SER 輸入泄漏電流	0 < PAR/SER < VDD	-3		3	μA
IIN3	SENSE 輸入泄漏電流	0.625 < SENSE < 1.3V	-3		3	μA
tAP	采樣保持采集延遲時(shí)間				0	ns
tJITTER	采樣保持采集延遲抖動(dòng)	單端編碼		0.08		ps RMS
		差分編碼		0.10		ps RMS
CMRR	模擬輸入共模抑制比			80		dB
BW - 3B	全功率帶寬	圖 6 測(cè)試電路		750		MHz

4.3 動(dòng)態(tài)精度特性

在不同輸入頻率下，三款 ADC 的動(dòng)態(tài)精度表現(xiàn)出色，以下是部分典型數(shù)據(jù)：	符號(hào)	參數(shù)	條件	LTC2142 - 12	LTC2141 - 12	LTC2140 - 12
SNR	信噪比	5MHz 輸入	69.6 至 70.8	69.2 至 70.5	69.7 至 71	dBFS
		30MHz 輸入	70.8	70.5	71	dBFS
		140MHz 輸入	70.5	70.2	70.7	dBFS
SFDR	無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（2 次諧波）	5MHz 輸入	78 至 89	80 至 89	80 至 89	dBFS
		30MHz 輸入	89	89	89	dBFS
		70MHz 輸入	89	89	89	dBFS
		140MHz 輸入	84	84	84	dBFS
	無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（3 次諧波）	5MHz 輸入	80 至 89	80 至 89	80 至 89	dBFS
		30MHz 輸入	89	89	89	dBFS
		70MHz 輸入	89	89	89	dBFS
		140MHz 輸入	84	84	84	dBFS
	無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（4 次及以上諧波）	5MHz 輸入	85 至 95	85 至 95	85 至 95	dBFS
		30MHz 輸入	95	95	95	dBFS
		70MHz 輸入	95	95	95	dBFS
		140MHz 輸入	95	95	95	dBFS
S/(N + D)	信噪失真比	5MHz 輸入	69.4 至 70.7	69.1 至 70.4	69.6 至 70.9	dBFS
		30MHz 輸入	70.7	70.4	70.9	dBFS
		70MHz 輸入	70.7	70.3	70.8	dBFS
		140MHz 輸入	70.2	69.9	70.4	dBFS
串?dāng)_	10MHz 輸入		- 110	- 110	- 110	dBd

4.4 內(nèi)部參考特性

參數(shù)	條件	最小值	典型值	最大值	單位
VCM 輸出電壓	IOUT = 0	0.5 ? VDD – 25mV	0.5 ? VDD	0.5 ? VDD + 25mV	V
VCM 輸出溫度漂移			±25		ppm/°C
VCM 輸出電阻	–600μA < IOUT < 1mA		4		Ω
VREF 輸出電壓	IOUT = 0	1.225	1.250	1.275	V
VREF 輸出溫度漂移			±25		ppm/°C
VREF 輸出電阻	–400μA < IOUT < 1mA		7		Ω
VREF 線性調(diào)整率	1.7V < VDD < 1.9V		0.6		mV/V

4.5 數(shù)字輸入輸出特性

數(shù)字輸入輸出特性包括輸入電壓范圍、輸入電阻、輸入電容、輸出電壓和輸出電阻等參數(shù)，這些參數(shù)確保了 ADC 與其他數(shù)字電路之間的良好接口兼容性。例如，在不同的輸出模式下，輸出電壓和輸出電阻會(huì)有所不同，用戶可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。

4.6 功率要求

不同輸出模式下的功率要求如下：	模式	符號(hào)	參數(shù)	LTC2142 - 12	LTC2141 - 12	LTC2140 - 12
CMOS 輸出模式	VDD	模擬電源電壓	1.7 至 1.9	1.7 至 1.9	1.7 至 1.9	V
	OVDD	輸出電源電壓	1.1 至 1.9	1.1 至 1.9	1.1 至 1.9	V
	IlVDD	模擬電源電流（DC 輸入）
				35.9 至 41	26.9 至 32	mA
		正弦波輸入		36.2	27	mA
	loVDD	數(shù)字電源電流（正弦波輸入，OVDD = 1.2V）		2.4	1.5	mA
		功率損耗（正弦波輸入，OVDD = 1.2V）		68	50.4	mW
LVDS 輸出模式	VDD	模擬電源電壓	1.7 至 1.9	1.7 至 1.9	1.7 至 1.9	V
	OVDD	輸出電源電壓	1.7 至 1.9	1.7 至 1.9	1.7 至 1.9	V
	IlVDD	模擬電源電流（正弦輸入，1.75mA 模式）		37.4	28.3	mA
		正弦輸入，3.5mA 模式		38.7 至 45	29.5 至 35.5	mA
	loVDD	數(shù)字電源電流（OVDD = 1.8V）（正弦輸入，1.75mA 模式）		29.6	29.3	mA
		功率損耗（正弦輸入，1.75mA 模式）		121	104	mW
		正弦輸入，3.5mA 模式		172 至 202	155 至 185	mW
所有輸出模式	PSLEEP	睡眠模式功率	1	1	1	mW
	PNAP	小憩模式功率	10	10	10	mW
	PDIFFCLK	差分編碼模式啟用時(shí)的功率增加（小憩或睡眠模式無(wú)增加）	20	20	20	mW

4.7 時(shí)序特性

時(shí)序特性包括采樣頻率、ENC 低時(shí)間、ENC 高時(shí)間、采樣保持采集延遲時(shí)間、ENC 到數(shù)據(jù)延遲、ENC 到 CLKOUT 延遲、數(shù)據(jù)到 CLKOUT 偏斜以及流水線延遲等

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探索 LTC2142-12/LTC2141-12/LTC2140-12：高性能低功耗雙路 ADC 的卓越之選

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一、產(chǎn)品概述

二、關(guān)鍵特性

2.1 高性能指標(biāo)

2.2 低功耗設(shè)計(jì)

2.3 靈活的輸出模式

2.4 豐富的可選功能

三、應(yīng)用領(lǐng)域

四、性能參數(shù)詳解

4.1 轉(zhuǎn)換器特性

4.2 模擬輸入特性

4.3 動(dòng)態(tài)精度特性

4.4 內(nèi)部參考特性

4.5 數(shù)字輸入輸出特性

4.6 功率要求

4.7 時(shí)序特性

評(píng)論

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一、產(chǎn)品概述

二、關(guān)鍵特性

2.1 高性能指標(biāo)

2.2 低功耗設(shè)計(jì)

2.3 靈活的輸出模式

2.4 豐富的可選功能

三、應(yīng)用領(lǐng)域

四、性能參數(shù)詳解

4.1 轉(zhuǎn)換器特性

4.2 模擬輸入特性

4.3 動(dòng)態(tài)精度特性

4.4 內(nèi)部參考特性

4.5 數(shù)字輸入輸出特性

4.6 功率要求

4.7 時(shí)序特性

評(píng)論

二、關(guān)鍵特性

三、應(yīng)用領(lǐng)域

四、性能參數(shù)詳解