Im Mikrocontroller integrierten A/D-Wandler ersetzen

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Industrielle und Kommunikationsanwendungen

Ein Beispiel: viele industrielle und Kommunikationsanwendungen werden mit 48 V oder noch höheren Spannungen versorgt. Während einige IC diese hohe Versorgungsspannung benötigen, werden viele andere mit einer reduzierten Versorgungsspannung betrieben. Deshalb verwenden Entwickler eine Reihe von Schalt- oder Linearreglern, um diese 48-V-Versorgung so herunter zu regeln, dass sie damit ihre Mikrocontroller, A/D-Wandler, Verstärker und viele andere IC versorgen können. Bei einem ungenauen Strommesssensor würden sich die Entwickler wünschen, den Strom an ihrer 48-V-Last zu messen und dann auch bei jedem weiteren Schritt, den die die Spannung herunter geregelt wird. Mit der hohen Genauigkeit des LTC6102 können die Entwickler nun die niedrigeren Versorgungsspannungen messen und einschätzen, was ist früher in den vorgelagerten Schaltungen passiert, um den Spitzenwirkungsgrad entsprechend zu planen auch zu erzielen.

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Was interne und externe ADC bringen

Bei Mikrocontrollern mit eingebetteten A/D-Wandlern, die eine geringe Leistungsfähigkeit bieten, können sich die Fehlerquellen aufsummieren, was es schwierig macht, exakte Messungen zu erzielen.

Der Delta-Sigma-Wandler LTC2460 ist eine relativ kleine und einfache Lösung mit einer integrierten Präzisionsreferenz, die leistungsschwache A/D-Wandler in Mikrocontrollern ersetzen kann. Der Chip ist für eine Auflösung von 16 Bit optimiert, der Referenz-Temperaturkoeffizient ist über den gesamten Betriebstemperaturbereich garantiert.

Die Bausteine können an 2,7 bis 5,5 V betrieben werden und kommunizieren über das SPI-Interface. Beide Chips können bei 60 Umsetzungen pro Sekunde sampeln und sie haben aufgrund des großen Oversampling-Verhältnisses extrem geringe Anti-Aliasing-Anforderungen.

Implementiert sind Offset- und Fullscale-Kalibrier-Algorithmen, die für den Nutzer transparent sind und die Genauigkeit über die Zeit und Temperatur absichern.

Für die Strommessapplikationen, die diese hohe Genauigkeit nicht benötigen oder in denen die Gehäusegröße am wichtigsten ist, eignet sich der preisgünstige LTC6106, der im Thin-SOT-Gehäuse mit 5 Pin angeboten wird. Der LTC6106 hat 250 µV (maximal) Eingangs-Offsetspannung, aber den gleichen Ausgangsstrom von maximal 1 mA, wodurch er einfach in der gleichen Applikationsschaltung mit dem A/D-Wandler LTC2460 verwendet werden kann.

Mikrocontroller mit eingebetteten A/D-Wandlern und andere billige A/D-Wandler mit geringer Auflösung, mögen eine einfache Lösung zur Überwachung von analogen Signalen wie Spannung, Strom oder Temperatur sein. Wenn man sie aber genauer untersucht, können sich die Fehlerquellen und Abmaße solcher Lösungen aufsummieren, was es schwierig macht, exakte Messungen zur erzielen.

Die vorgestellten Bausteine LTC2460 und LTC2462 sind eine einfache Lösung mit einer integrierten Präzisionsreferenz zum Ersatz der leistungsschwachen A/D-Wandler in Mikrocontrollern. Sie sind optimiert für eine Auflösung von 16-Bit, den der Referenz-Temperaturkoeffizient über den gesamten Betriebstemperaturbereich garantiert.

Beide Bausteine liefern eine Möglichkeit, um bei optimierten Abmaßen des Gesamtsystems Signale wie Temperatur oder Lastströme exakt zu messen.

* * Alison Steer ist Product Marketing Manager Mixed Signal Products bei Linear Technology in Milpitas, USA.

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