A/D,D/AコンバータVol.6

アンチエリアシングと遅延
A/D変換では、コンバータの前段にアンチエリアシングフィルタが
LT6600-5
置かれます。アンチエリアシングフィルタの遮断周波数と減衰特性は、
低ノイズ差動アンプおよび5MHz
低ノイズ差動アンプおよび
5MHzローパス
ローパス・フィルタ
信号の最高周波数とA/Dコンバータのサンプリング周波数、それに
プル（周波数に対する利得の変化）やノイズ・ みが少ないことが第
一ですが、フィルタの遅延（Delay）特性にも注意を払う必要があり
ます。フィルタの遅延とは、入出力間での信号の遅れ時間です。理想
フィルタの遅延量は周波数に係わらず一定ですが、
現実に得られるフィ
ルタでは遮断周波数付近で遅延量が変化し、これによって方形波の
1
0
–1
–2
–3
–4
–5
–6
–7
–8
–9
り、振幅の周波数特性によるものではありません。したがってアンチ
エリアシングとしての効果には影響しませんが、画像信号のように
波形を重視する用途では、遅延によって生じる波形の変化を考慮す
DELAY
GAIN =1
TA = 25˚C
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Frequency (MHz)
ステップレスポンスにリンギングなどの波形変化を生じます。この
リンギングは遅延量が周波数によって異なるために生じるものであ
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30 遮断周波数付近の
20 振幅と遅延特性
GAIN
DELAY (ns)
アンチエリアシングフィルタは、
振幅―周波数特性の他に通過域のリッ
GAIN (dB)
ビット数から決定します。
–
OUT
200mV/DIV
OUT +
200mV/DIV
る必要があります。
フィルタの遅延特性は、
回路形式や次数などによっ
て異なり、一般に急 な特性を持つフィルタほど遅延量の周波数変
化は大きくなります。右に、完全差動アンプと4次の5MHzローパス・
フィルタを組み合わせたLT®6600-5の特性例を示します。
、LTC、
LTはリニアテクノロジー社の登録商標です。
Easy Drive、
No Latency ΔΣ、No Latency Delta-Sigmaはリニアテクノロジー社の商標です。
他の商標はそれぞれが所有するものです。
IN –
500mV/DIV
IN +
ステップレスポンス
（シングルエンド入力
差動出力）
100ns/DIV
話題 の 製品
新しいEasy Driveテクノロジーは、高分解能ΔΣ A/Dコンバータに革命をもたらす
今や、DC精度を落とすことなく、大きなRCネットワークを
R SOURCE
V IN+
高分解能ΔΣ A/Dコンバータの前に直接接続することが
®
できます。LTC 2480ファミリは、この課題をEasy Drive
Sensor
I DIFF = 0
Easy Drive
∆∑ ADC
C EXT
を使って解決します。Easy Driveは、自動的に差動入力電
V IN–
流をキャンセルする完全な受動サンプリング・ネットワー
クです。性能を犠牲にするオンチップ・バッファを使う代わ
R SOURCE
りに、最大で100kと10μFの入力RCネットワークに対し
図1
てフルスケール誤差を0.002%に抑える新しいアーキテク
チャを使います。この新しいテクノロジーには、従来のΔΣ
Easy Driveテクノロジーは差動入力電流を自動的にキャンセ
ルするので、大きな外部RCネットワークを直接デジタル変換す
ることができる
80
A/Dコンバータに比べて、多くの利点があります。
●
●
●
●
●
●
●
●
60
レール・トゥ・レール同相入力範囲
高インピーダンス・センサの直接デジタル変換
A/Dコンバータの入力ピンで見られる
サンプリング・スパイクの除去
外部ローパス・フィルタの簡素化
雑音／電力の減少
外付けRCセトリング誤差のキャンセリング
外付けアンプとのインタフェースが容易
リモート・センサ伝送ラインの影響の除去
+FS ERROR (ppm)
LTC 2480 Family
TM
Easy Driv
Drive テクノロジー搭載
ロジー搭載
ファミリ
16∼24ビッ
ビットΔΣ A/D
/Dコンバータ
バータ LTC2480ファミ
40
20
0
–20
–40
–60
–80
1
10
100
1k
10k
100k
R SOURCE (Ω), C IN = 1µF
図2
Easy Driveテクノロジーは、大きな外部RCネットワークの不
完全なセトリングによるフルスケール誤差を自動的に除去する
TM
16ビット分解能（ LTC2480/LTC2481/LTC2482/LTC2483 ） LTC2480ファミリは、16∼24ビットNo LatencyΔΣ A/D
コンバータと特許取得のEasy Drive技法を組み合わせたデ
12ビット分解能（ LTC2484/LTC2485 ）
バイスで、特許取得のサンプリング回路は、差動入力電流の
自動キャンセルにより、
ダイナミック入力電流誤差や内部バッ
ファの欠点を排除します。
このため、優れたDC精度を維持し
ながら、大きい外部ソース･インピーダンスを許容可能で、レー
ル･トゥ･レールの入力範囲の入力信号を直接デジタル化でき
ます。リファレンス電圧と関係なく、広い同相入力電圧範囲
リファレンスは100mVという低電圧が
（0V∼V CC ）が可能。
可能、もしくは、V CC に直接接続可能です。RMSノイズ･レベ
ルはV REF と関係なく600nVです。
Easy Drive技法により、
差動入力電流がゼロのレール・トゥ・レール入力が可能
最大限の精度で
高インピーダンス・センサを直接デジタル化
RMSノイズ： 600nV
1∼256の利得をプログラム可能（ LTC2480/LTC2481 ）
温度センサを内蔵
（ LTC2480/LTC2481/LTC2484/LTC2485 ）
GND∼V CC の入力／リファレンス同相範囲
2線式I 2 Cインタフェース
（ LTC2481/LTC2483/LTC2485 ）
INLが2ppm（0.25LSB）、ミッシング・コードなし
オフセットが1ppm、全未調整誤差が15ppm
選択可能な2倍速モード
（ LTC2480/LTC2481/LTC2484/LTC2485 ）
待ち時間なし：
デジタルフィルタは1サイクルでセトリング
2.7V∼5.5V単一電源動作
内部発振器
小型（3mm×3mm）10ピンDFNパッケージ
V CC
1µF
10k
I DIFF = 0
SENSE
V IN+
1µF
V REF V CC
SDI
SDO
LTC2480
V IN
SCK
–
10k
GND
4-WIRE
SPI INTERFACE
CS
FO
▲ LTC2480 標 準的 応 用例
分解能
温度センサ
利得プログラム
I Cインタフェース
2倍速モード
除去モード
プログラム
LTC2480
16ビット
○
○（∼256）
――
○
50Hz、60Hz または
50/60Hz同時
LTC2481
16ビット
○
○（∼256）
○
○
50Hz、60Hz または
50/60Hz同時
LTC2482
16ビット
――
――
――
――
50/60Hz同時
LTC2483
16ビット
――
――
○
――
50/60Hz同時
2
LTC2484
24ビット
○
――
――
○
50Hz、60Hz または
50/60Hz同時
LTC2485
24ビット
○
――
○
○
50Hz、60Hz または
50/60Hz同時
データシートと評価サンプルについては、当社Webサイトまたは販売代理店にお問い合わせください。
速度／分解能を選択可能な
24ビット高速8チャネル／16チャネルΔΣ A/Dコンバータ
LTC2444/LTC2445/LTC2448/LTC2449は、8/16チャネ
ル（4/8差動チャネル）高速24ビットNo LatencyΔΣA/Dコ
ンバータで、独自のデルタシグマ・アーキテクチャを採用し、
速度と分解能を変更可能です。シンプルな4線シリアル・イ
ンタフェースを介して、変換結果間の待ち時間なしに、また
DC精度（オフセット、フルスケール、直線性、ドリフト）の変
化なしに、6.9Hz/280nV RMS ∼3.5kHz/25µV RMS（ 外部発振
器使用時は4kHz）の範囲で10種類の速度と分解能の組み合
わせを選択、また2倍速モードを選択できるので、1サイクル
の待ち時間で最大7kHz（ 外部発振器使用時は8kHz）の出力
レートが可能です。
V REFと関係なくGND∼V CCの同相入力範
囲で、シングルエンドまたは差動入力のあらゆる組み合わせ
も選択可能。1倍速モードで動作する場合、速度、分解能、チャ
ネルを新しく選択した後の最初の変換が有効で、変換と変換
の間にセトリング・タイムがないので、8つの差動チャネル
すべてを500Hzのレートでスキャンすることができます。
変換が終了するごとにコンバータが内部でリセットされる
ので、連続する変換と変換の間にメモリ効果がなく、高次デ
ルタシグマ変調器の安定性を保証できます。
最大4つの差動入力チャネルまたは最大8の
シングルエンド入力チャネル（ LTC2444/LTC2445 ）
最大8つの差動入力チャネルまたは最大16の
シングルエンド入力チャネル（ LTC2448/LTC2449 ）
出力レート： 最大8kHz
マルチプレクス・レート： 最大4kHz
速度または分解能を選択可能
出力レート1.76kHzでのノイズ： 2μV RMS
50/60Hz同時除去、
出力レート13.8Hz時のノイズ： 200nV RMS
あらゆる入力およびリファレンス状態に対して、
変調器安定度とロックアップ耐性を保証
INL 0.0005%、ミッシング・コードなし
オートスリープにより、6.9Hzで20μA動作が可能
5μV以下のオフセット
（4.5V＜V CC ＜5.5V、−40˚C∼85˚C時）
GND∼VCCの同相範囲をもつ
差動入力と差動リファレンス
待ち時間なしモード、
新チャネルの選択後も各変換が正確
内部発振器――外付け部品が不要
LTC2445/LTC2449 は
MUXOUT/ADCINを装備し、
THERMOCOUPLE
外部バッファや外部利得に対応
小型QFN 5mm×7mmパッケージ
4.5V TO 5.5V
1µF
REF
CH0
CH1
CH7
CH8
CH15
COM
+
VCC
= EXTERNAL OSCILLATOR
= INTERNAL OSCILLATOR
(SIMULTANEOUS 50Hz/60Hz
REJECTION AT 6.9Hz
OUTPUT RATE)
FO
19-CHANNEL
MUX
SDI
SCK
SDO
CS
SPEED/
+ VARIABLE
RESOLUTION
DIFFERENTIAL
− 24-BIT ∆∑ ADC
LTC2444/LTC2445/LTC2448/LTC2449
LTC2444/LTC2445/LTC2448/LTC2449
4-WIRE
SPI INTERFACE
REF–
GND
LTC2448
▲ シングル 24 ビット・速度可変のデータ収集システム
複数のリファレンス入力を選択可能な、24ビット高速8チャネルΔΣ A/Dコンバータ
5つの差動リファレンス入力を選択可能
4つの差動入力または8つのシングルエンド入力
4ウェイ･マルチプレクサにより、
複数のレシオトリック測定が可能
出力レート： 最大8kHz
マルチプレクス・レート： 最大4kHz
速度または分解能を選択可能
出力レート1.76kHzでのノイズ： 2μV RMS
50/60Hz同時除去、
出力レート13.8Hz時のノイズ： 200nV RMS
あらゆる入力およびリファレンス状態に対して、
変調器安定度とロックアップ耐性を保証
INL 0.0005%、ミッシング・コードなし
オートスリープにより、6.9Hzで20μA動作が可能
5μV以下のオフセット
（4.5V＜V CC ＜5.5V、−40˚C∼85˚C時）
GND∼V CC の同相範囲をもつ
差動入力と差動リファレンス
待ち時間なしモード、
新チャネルの選択後も各変換が正確
LTC2447 はMUXOUT/ADCINを装備し、
外部バッファや外部利得に対応
小型QFN 5mm×7mmパッケージ
www. linear - tech.co. jp
LTC2446/LTC2447は4端子スイッチングにより、マルチプ
レクス･レシオメトリック測定が可能で、4組の選択可能な差
動入力と4組の差動リファレンス入力を結合することにより、
RTD、ブリッジなどの複数のセンサを1個のコンバータでデ
ジタル化できます。
（ 熱電対、電圧、電流センスなど）レシオメ
トリック測定を必要としない入力チャネル向けに、5番目の
差動リファレンス入力を選択できます。
柔軟な入力マルチプ
レクサにより、シングルエンドまたは差動入力をスレーブ･
リファレンス入力または汎用リファレンス入力と結合する
ことが可能です。独自のデルタシグマ・アーキテクチャを採
用し、15ppmの絶対精度（オフセット、フルスケール、直線性）
、
200nV RMS の低ノイズ、8kHzの速度を達成します。
VCC
REF
IN
+
+
REF
CS
+
19-INPUT
4-OUTPUT
–
MUX
IN
VARIABLE SPEED/
RESOLUTION 24-BIT
∆∑ ADC
−
SDI
SDO
SCK
–
LTC2446
▲ マルチ・レシオメトリック測定システム
LTC2446/LTC2447
LTC2446/LTC2447
お役立ち 技術資料
ここに掲載した技術情報は一部です。
リスト内の情報や製品のデータシート、その他の技術資料は、すべて当社のWebサイトよりご覧いただけます。
www. li near -tech.co. jp
DN 368
英語
Easy Drive入力電流キャンセル機能付きΔΣ A/Dコンバータ
DN 341
16ビットADCによる簡素化された電流測定
DN 337
簡単な複数の出力範囲をもつ16ビットDACの設計
DN 297
16チャネル、24ビットデルタシグマADCによる小型でフレキシブルな 高精度データ収集ソリューション
DN 294
サイズ、パワー、スピード のコンビネーションが最適な250ksps、16ビット・マイクロパワーADC
DN 288
簡単になった RMS-DC変換
DN 274
シーケンサ付き12 ビットADC による マルチ入力アプリケーションの簡素化
DN 259
ADコンバータによる 周波数変換
DN 237
各種センサを容易にデジタル化 する1チャネルおよび2チャネルNo Latencyデルタシグマ、24ビットADC、パート2
DN 236
各種センサを容易にデジタル化 する1チャネルおよび2チャネルNo Latencyデルタシグマ、24ビットADC、パート1
AN 86
英語
ドリフト0.1ppm／℃、標準器グレード 20ビットDAC
AN 80
英語
世界最小、待ち時間なし 24ビットΔΣADCの使い方
AN 78
英語
SO-8パッケージの待ち時間なし24ビットΔΣADC、LTC2400使用の差動 ―― シングルエンド信号調整回路集
Linear Technology Magazine Vol. 13 No.3
英語
24ビットADCの デルタシグマ変換への挑戦
Linear Technology Magazine Vol. 12 No.1
英語
ΔΣの飛躍的進展：LTC1966 ダイオード、
ヒータ、対数方式を使わない真のRMS-DCコンバータ
Linear Technology Magazine Vol. 11 No.4
英語
12ビット、1.25Msps ADC、8ch MUX 付き
www. linear -tech.co. jp
全製品のデータをご覧いただけます。
「新製品情報メール配信サービス」
の登録もこちらから。