用超纖巧16位ADC取代低性能嵌入式數據轉換器

摘要： 本文介紹了如何利用外置ADC取代微控制器內部所集成的ADC以及設計時需要考慮的注意事項。

關鍵詞： ADC；微控制器；增益放大器；傳感器阻抗

當今的電子產品總是希望尺寸越小越好。從占據整個房間的服務器系統到能方便地裝進衣服口袋的消費電子產品，設計師們不斷尋求實現最小的外形尺寸，在更小的空間中實現更多的功能。能夠讓完整的解決方案比同類方案小 10% 到 20% 的設計師有更大的機會贏得設計訂單。纖巧的集成電路是從大到小各種產品設計的關鍵。

這類便攜式和空間受限的產品設計中包括電源、微控制器、MOSFET、放大器、數據轉換器等電路。專用集成電路(ASIC)中已經納入了很多上述功能，取得了不同程度的成功。設計師在空間、性能和成本之間進行平衡取舍時，一個可能影響測量效果的環節是模數轉換。設計師們常常使用微控制器和集成式 ADC或較低分辨率的 ADC 和前置放大器電路。

測量便攜式和空間受限設計的溫度、電壓、電流和其他信號時，ADC 發揮著關鍵作用。嵌入式微控制器中的 ADC 有一個主要問題，線性度、偏移誤差、噪聲等關鍵直流性能規格常常沒有保證、未經過測試甚至未列出。盡管微控制器的方框圖顯示，內部有一個12 位逐次逼近寄存器(SAR)ADC 或一個 16 位增量累加 ADC 可選，但是設計師們卻要猜測其真正的性能有多好。

當今的微控制器內核集成了多種功能，包括數字時鐘、定時器、存儲器和幾百個寄存器。就確實含有 ADC 的微控制器而言，瀏覽冗長的數據表以確定 ADC 的性能是一個艱巨的任務。

進入實驗室以后，獲得好的 ADC 性能可能同樣艱巨。一個“16 位 ADC”用起來也許更像是一個 10 位或 12 位 ADC。ADC 的地和負基準電源一般來自與微控制器其余部分共用和噪聲較大的基片。由于這些微控制器以數字優化工藝制造，沒有為測量模擬信號而優化，因此 ADC 的性能常常是事后考慮的。在微控制器內部，沒有為實現良好 ADC 性能而進行最佳布線。不幸的是，ADC 和其余電路共享一個公用的硅基片。

采用超纖巧封裝的 16 位 ADC

凌力爾特公司提供的一個新 ADC 系列使設計師有可能不必在空間、性能和成本之間進行選擇。16 位的 LTC2450 采用 2mm