AD1376/AD1377是高分辨率16位模数转换器

特征

带基准和时钟的完整16位转换器；最大0.003%非线性；温度超过14位时无漏码；快速转换；17微秒到16位（AD1376）；10微秒到16位（AD1377）；短周期能力；可调时钟速率；并行输出；低功率；典型645兆瓦（AD1376）；典型585兆瓦（AD1377）；行业标准引脚。

一般说明

AD1376/AD1377是高分辨率16位模数转换器，带有内部参考、时钟和激光边缘薄膜应用电阻器。AD1376/AD1377非常适合在商业温度范围（0°C至70°C）要求中等速度和高精度或稳定性的高分辨率应用中使用。它们封装在紧凑的32铅，陶瓷接缝密封（气密），双列直插式封装（DIP）。薄膜缩放电阻器提供±2.5 V、±5 V和±10 V的双极输入范围，以及0 V至+5 V、0 V至+10 V和0 V至+20 V的单极输入范围。

数字输出数据与相应的时钟和状态输出并行提供。所有数字输入和输出都是TTL兼容的。

对于AD1376，串行输出功能在日期代码0111之后不再可用。对于AD1377，串行输出功能在日期代码0210之后不再可用。在转换起始管脚上应用外部时钟以降低内部设置的转换时间的选项不再支持任何部分。

产品亮点

1、AD1376/AD1377在25°C提供16位分辨率，最大线性误差±0.003%（1/2 LSB）。

2、AD1376转换时间为14微秒（典型值），短周期为14位，16微秒为16位。

3、AD1377转换时间为8微秒（典型值），短周期为14位，9微秒为16位。

4、数字输出上有两个二进制代码。它们是单极输入电压范围的csb（互补直二进制）和双极输入范围的cob（互补偏置二进制）。互补二补码（CTC）可通过反转管脚1（msb）获得。

操作说明

在接收到转换启动命令时，AD1376/AD1377将模拟输入端的电压转换为等效的16位二进制数。该转换完成如下：16位逐次逼近寄存器（SAR）具有其16位输出，既连接到设备位输出引脚，又连接到反馈DAC的相应位输入。模拟输入与反馈DAC输出连续比较，一次一次（msb优先，lsb最后）。然后，根据比较器当时的状态，在每个比特比较周期结束时作出保留或拒绝每个比特的决定。

增益调整

增益调整电路由一个100 ppm/℃的电位计组成，该电位计通过一个300 kΩ电阻连接到引脚29（增益调整），其滑块穿过±V，如图5所示。

如果不需要外饰调整，针脚27（比较器）和引脚29可以保持打开状态。

零偏移调整

零偏移调整电路由一个100 ppm/℃的电位器组成，该电位器通过一个1.8 MΩ电阻器连接到所有量程的引脚27上，其滑块穿过±V。如图6所示，该固定电阻器的公差并不重要；碳成分类型通常足够。如果偏移调整电位器设置在其调整范围的任一端，则使用具有-1200 ppm/℃温度系数的碳组成电阻器可提供32 lsb×61 ppm/lsb×1200 ppm/℃=2.3 ppm/℃的fsr的最坏偏移温度系数。由于所需的最大偏移调整通常不大于±16 LSB，所以使用碳成分偏移求和电阻器通常贡献不超过1 ppm /°C的FSR偏移温度系数。

如图7所示，如果使用金属膜电阻器（温度系数<100 ppm/℃），则可忽略偏移温度系数的替代偏移调整电路。

在任一调节电路中，连接到引脚27的固定电阻器应靠近该引脚，以保持引脚连接短路。引脚27对外部噪声传感器非常敏感，应该由模拟公共线保护。

时机

时序图如图8所示。接收到转换开始信号将设置状态标志，指示正在进行转换。这反过来消除了应用于门控时钟的抑制，允许其运行17个周期。所有sar并行位、状态触发器和门控时钟抑制信号都在转换开始信号的后缘初始化。在时间t，b被重置并且b–b被无条件地设置。在t处，作出（保持）比特1的决定，并且无条件地重置比特2。此序列继续，直到在t处作出位16（lsb）决定（keep）。状态标志被重置，指示转换完成并且并行输出数据有效。重置状态标志将恢复门控时钟抑制信号，强制时钟输出到低逻辑0状态。请注意，在下一次转换之前，时钟一直处于低位。

相应的并行数据位在同一正向时钟边缘上变为有效。

数字输出数据

来自TTL存储寄存器的并行数据为负真形式（逻辑1=0V，逻辑0=2.4V）。并行数据输出编码对于单极性范围是互补二进制，对于双极性范围是互补偏移二进制。并行数据在状态标志返回逻辑0之前至少20 ns变为有效，允许并行数据传输在状态标志的1到0转换上计时（参见图9）。并行数据输出改变正向时钟边缘的状态。

短周期输入

引脚32（短周期）允许图8所示的定时周期在任意数量的所需比特被转换后终止，允许在不需要完全16位分辨率的应用中稍微缩短转换时间。当需要10位分辨率时，插脚32连接到第11位输出插脚11。然后转换周期终止，状态标志在第10位决定后重置（图8）。表3总结了1.6MHz时钟（AD1377）或933kHz时钟（AD1376）的短周期连接和相关的8、10、12、13、14和15位转换时间。

输入缩放

ADC输入应尽可能接近最大输入信号范围以使用最大信号。

校准（14位分辨率示例）

外部零点调整和增益调整电位计，如图5和图6所示连接，用于设备校准。为了防止这两者的相互作用调整时，总是先调整零点，然后再调整增益。零是用模拟输入调整接近模拟范围（单极为0，双极为负满标度输入范围）。增益通过靠近模拟范围的最正端。0 V至10 V范围将模拟输入设为+1 LSB14=0.00061 V。数字调零输出=11111111110-ic/" title="11111111110">11111111110。零点现在已校准。设置模拟输入到+FSR−2 LSB=9.99878 V。调整增益00000000000001数字输出码；满标度（增益）现在已校准。半刻度校准检查：将模拟输入设置为5.00000V；数字输出代码应为11111111111-ic/" title="011111111111">011111111111。

-10 V至+10 V范围

将模拟输入设置为-9.99878 V；将111111111 0调零数字输出（互补偏移二进制）码。设置模拟输入9.99756 V；调整00000000000001数字增益输出（互补偏移二进制）代码。半刻度校准检查：将模拟输入设置为0.00000V；数字输出（互补偏移二进制）代码应为11111111111-ic/" title="011111111111">011111111111。

其他范围

0 V至+10 V和-10 V至的代表性数字编码+在0 V至10 V范围部分给出了10 V范围，并且-10 V至+10 V范围段。编码关系和0 V至+5 V、-2.5 V至+2.5 V和-5 V至的校准点+5 V范围可通过按比例减半列出了0 V至+10 V和-10 V至+10 V范围。

零和全量程校准可以使用先前描述的静态调整过程达到约±1/2 LSB的精度。通过将小的正弦波或三角波电压与施加到模拟输入的信号相加，输出可以循环通过每个感兴趣的校准码，以更准确地确定每个离散量化电平的中心（或端点）。该动态校准技术的详细说明见D.H.Sheingold编辑的Prentice Hall公司，1986年。

接地、去耦和布局注意事项

许多数据采集部件都有两个或多个接地引脚，而这些接地引脚未在设备内连接在一起。这些接地通常称为数字公共（逻辑电源回路）、模拟公共（模拟电源回路）或模拟信号接地。这些接地（针脚19和针脚22）必须在尽可能靠近变矩器的一点处连接在一起。理想情况下，在转换器下需要一个单一的固态模拟接地平面。电流流过电路卡的导线和蚀刻条纹，由于这些路径具有电阻和电感，在系统模拟接地点和ADC的接地引脚之间可以产生数百毫伏的电压。应为高分辨率转换器提供单独的宽导体条接地回路，以最小化从转换器到系统接地点的路径中电流的噪声和红外损耗。这样，adc的电源电流和其它数字逻辑门的返回电流就不会和模拟信号在同一个返回路径中相加，而这些电流会导致测量误差。

每个ADC电源端子应尽可能靠近ADC进行电容解耦。与0.1μf电容器并联的大值（例如1μf）电容器通常就足够了。模拟电源旁路至模拟公共（模拟电源回路）引脚22，逻辑电源旁路至数字公共（逻辑电源回路）引脚19。

金属盖的内部接地与电源、接地和电信号有关。不要从外部接地盖。

时钟速率控制

如图13所示，通过将时钟速率控制（引脚23）连接到外部多匝微调电位计（TCR<100 ppm/℃），可以在更快的转换时间下操作AD1376/AD1377。

高分辨率数据采集系统

使用16位采样保持放大器（SHA）和AD1376/AD1377的高分辨率数据采集系统的基本细节如图14所示。转换由转换开始脉冲的下降沿启动。此边缘使设备的状态行变高。然后，逆变器驱动SHA进入保持模式。在整个转换过程中，状态保持为高，转换完成后返回低。这允许SHA重新进入跟踪模式。

该电路可以显示由adc输入端由转换启动下降沿产生的瞬态引起的非线性。此边缘重置ADC的内部DAC；产生的瞬态取决于SHA的当前输出电压和ADC的先前转换结果。在图15的电路中，转换启动的下降沿还将SHA置于保持模式（通过ADC的状态输出），导致复位瞬态与SHA的跟踪和保持转换同时发生。定时偏差和电容耦合会导致一些瞬态信号加入到由sha获取的信号中，引入非线性。

一种更安全的方法是添加触发器，如图15所示。转换开始的上升沿在ADC复位瞬变开始之前将跟踪和保持设备置于保持模式。状态的下降沿使SHA重新进入跟踪模式。如果使用长转换启动脉冲，系统吞吐量将降低。吞吐量可以从：

在哪里？T型采集是跟踪和保持采集时间。T型卷积和多项式相乘是ADC转换所需的时间。是转换开始的持续时间。T型反恐精英ad1376和16位sha的组合可以提供大于50khz的吞吐量。如果转换开始的宽度比adc的转换时间小，则不会引入明显的跟踪和保持下垂误差。

应用

AD1376/AD1377非常适合用于高分辨率要求中等速度和高精度的应用商业（0°C至70°C）温度范围内的稳定性。典型应用包括医疗和分析仪器，工业机器人的精密测量，自动测试设备（ATE），多通道数据采集系统，伺服控制系统，或任何宽动态范围必修的。专有单片DAC和激光修整薄膜电阻器保证最大的非线性？0.003%（1/2 LSB14）。转换器可能短周期至实现更快的转换时间—15微秒到14位AD1376或8微秒到14位，用于AD1377。