增量累加模数转换器 (ADC) 具高准确度和抗噪声性能，非常适用于直接测量多种类型的传感器。需要高准确度测量的传感器 (如 RTD、pH 传感器和桥式传感器) 固有阻抗也很高。ADC 的输入采样电流可能压垮高源阻抗或小带宽、微功率信号调节
电路。
问题源自增量累加转换器的开关电容器输入结构。作为最终输出代码的函数，电容器在输入、基准和地之间迅速切换 (高达 10MHz)。每次电容器切换到 ADC 输入都会产生一个电流脉冲。在 ADC 输入引脚可以看到充电/放电脉冲波形。该波形是输入和基准电压的复杂函数。外部 RC 网络、高阻抗传感器和微功率放大器如果在每个采样周期中没有完全稳定，就会引起大的直流误差。
解决这个问题的窍门是利用增量累加转换器的过采样特性。前端电容器每采样一次就切换一次，这与常规增量累加转换器采样完全相同。凌力尔特公司的创新性 Easy DriveTM 前端采样架构控制电容器阵列的切换方式。在对整个转换周期求和时，总的差分输入电流为零，与差分输入电压、共模输入电压、基准电压或输出代码无关。共模输入电流是恒定的，与输入共模电压和基准共模电压之差成正比。
这些 Easy Drive ADC 功能丰富，不会导致相应的设计复杂性。在很多应用中，输入不需要有源放大或滤波。软件接口采用单个输入寄存器和单个输出寄存器，与其它 ADC 相比有了极大简化。与 ADC 有关的很多复杂性问题 (如外部组件和软件定时) 都没有了，从而节省了大量设计和测试时间。
双路输出、具 DCR 检测的 5A 稳压器
热敏电阻测量举例
增量累加 ADC 的一个常见应用是热敏电阻测量。图 1 显示了两个用 Easy Drive 技术实现热敏电阻数字化的例子。第一个电路 (接到输入通道 CH0 和 CH1) 采用两个相等的基准电阻，以平衡共模输入/基准电压，并平衡差分输入源电阻。如果基准电阻 R1 和 R4 严格相等，那么输入电流为零，没有误差产生。如果这些电阻的容限是 1%，那么，由于共模电压漂移，测得电阻的最大误差是 1.6Ω，远低于基准电阻自身的 1% 误差。由于无需放大器，因此这个解决方案非常适合微功率应用。
这种架构还使功率非常低的窄带宽放大器能够驱动 LTC2492 ADC 的输入。如图 1 所示，CH2 由 LT1494 驱动。就一个放大器而言，LT1494 具有卓越的直流性能规格，
电源电流为 1.5uA，最大失调电压为 150uV，开环增益为100,000。然而，2kHz 带宽使其不适合驱动常规增量累加 ADC。增加一个 1kΩ、0.1uF 的滤波器，形成一个电荷库，向 LTC2492 提供瞬时电流，可以解决这个问题，同时 1kΩ 电阻隔离容性负载和 LT1494。常规增量累加 ADC 的输入采样电流由于在外部 RC 网络中不完全稳定而导致直流误差。通过用 1kΩ-0.1uF RC 网络平衡负输入 (CH3)，可消除共模输入电流导致的误差。
图 1：高阻抗热敏电阻可以直接连接到 ADC 或通过缓冲器/低通滤波器组合连接
高性能数据采集
Easy Drive ADC 具有软件兼容的 24 位和 16 位、单通道、4 通道及 16 通道版本，这是大量应用中的常见器件。24 位、16 通道 LTC2498 集成了温度传感器，非常适合高性能数据采集系统。它可以无需任何信号调理而直接对热电耦进行数字化，并提供冷节点补偿。它还可以直接测量低电平应变仪输出。同时，增加一个简单的电阻分压器而无需有源电路，该器件就可以处理高于 5V 的工业传感器电压。
16 位 16 通道转换器适合测量有几个大电流电源的大型电路板上的电压和电流。如果 COM 引脚在所有电源的共用地点接地，那么可以进行多达 16 路以地为基准的测量。只要并联共模电压低于或等于 ADC 的电源电压，那么使用差分输入 (多达 8 个差分输入通道) 允许进行高端电流并联检测。差分测量还允许远端检测电压，消除了大的地电流所引起的误差。图 2 是测量多个应变仪、电流检测和测量远端传感器的例子。
图 2：LTC2498测量多达 8 个差分输入或 16 个以地为基准/单端的输入
外部缓冲器/放大器的自动失调校准
除了 Easy Drive 输入电流消除，16 通道 Easy Drive ADC 还允许在多路转换器输出和 ADC 输入之间插入一个外部放大器。在不可能平衡源阻抗或源阻抗非常高的应用中，这很有用。所有 16 个模拟输入和共模输入（COM）可以共享一对外部缓冲器/放大器。LTC2494 是 LTC2498 的 16 位版本，具有可编程增益。LTC2494 在每个转换周期中都进行一次内部失调校准，以去除 ADC 的失调和漂移。这种校准是通过前端切换和数字处理进行的。既然外部放大器放在多路转换器和 ADC 之间，那么它也在这个校正环路之内。因此，这可以自动去除外部放大器的失调和偏压漂移。
就这种功能而言，LTC6078 是一个出色的放大器。它以低至 2.7V 的电源电压工作，其电压噪声水平为非常低的 18nV/√Hz。LTC2494 的 Easy Drive 输入允许 RC 网络直接加到 LTC6078 的输出端。电容器降低 ADC 输入端的电流尖峰幅度，电阻隔离电容器负载和运算放大器输出，实现稳定工作。
图 3：外部缓冲器提供高阻抗输入，放大器失调自动消除
Easy Drive 的优点
用增量累加 ADC 实现电源测量的另一个显著优点是，非常强有力地抑制噪声和开关瞬态。ADC 的内部 SINC4 滤波器加上 ADC 输入端的简单单极点滤波器足以将开关电源噪声衰减到 ADC 噪声层之下。结果，可以极端准确地测量电源电压或电流的 DC 值。
单通道 16 位 LTC2482 非常适用于成本敏感型应用，如便携式医疗设备和消费类
电子产品。不过，不要只看到该器件相对低的成本，它实质上是一个完美的 16 位 ADC，具有与 24 位器件同样的 600nV 输入噪声层。这意味着，它也非常适用于具有 ±1 计数线性度性能规格的 4 1/2 位手持式或台式电压表，。
18 个可用的 Easy Drive ADC 包括单通道或多通道版本，具有 I2C 或 SPI 接口。24 位器件适合性能非常高的应用，而 16 位器件适合通用型应用。16 位器件的增益是数字可编程 (PGA) 的，以满足中档需求或需要考虑几种输入范围的情况。
软件接口
这些 ADC 的模拟接口要求很简单，就像它们的串行接口也很简单一样。无延迟增量累加（No Latency Delta-SigmaTM）架构消除了多通道器件切换通道后必须丢弃读数的烦恼。串行接口直接控制转换的开始，这样外部信号调理或传感器激励就可以在恰当的时间用开关接入电路。每次转换中的固有失调和增益校准消除了对复杂内部寄存器设置或校准周期的需求。SPI 和 I2C 接口器件的
通信都是简单的读/写操作，读取一次转换数据的同时，对下一个通道的配置编程并将编程值送入 ADC。
凌力尔特公司的网站上列举了一些基本的增量累加 ADC SPI 和 I2C 通信的例子，并提供了相应的软件/固件帮助信息。
尽管 Easy Drive 串行接口容易编程，读取样本 N 的数据时对样本 N+1 的通道编程就行了，但是通过调试程序查看通道微控制器寄存器时，要确定刚刚读取的是什么，可能仍然有点棘手。这里提供一个硬件技巧，可以极大地减轻代码设计难度。图 4 显示了一个简单电路，这个电路将一个已知电压加到每个单端输入上。各通道的值如图所示，CH0 的电压为 101mV，CH1 为 202mV，依此类推直到 CH15，其值为 1.616V。用这种设置可以迅速确定 SDI 字与输入通道的对应关系。
图 4：这个示例电路可迅速确定 SDI 字与每个输入通道的对应关系
结论
有了 Easy Drive ADC 架构，测量高阻抗传感器很容易。设计师也许可以摆脱 ADC 前面的放大器，并在 ADC 输入端增加一个小的去耦电容器作为电荷库。完整的 Easy Drive ADC 系列有单通道和多通道版本、I2C 和 SPI、16 位或 24 位分辨率，这使准确数字化任何类型的传感器、负载电流或电压成为可能。
http://www.analog.eetchina.com/ART_8800495810_2600002_TA_5d9c8763.HTM
