1前言

LTC2308 是亞德諾半導(dǎo)體公司( Analog Devices Inc，ADI) 的一款低噪聲、12 位高精度、逐次逼近型、 8 通道、采樣率高達(dá) 500 kSPS （ADC輸入信號(hào)最高不能超過500KHz，按照Nyquist采樣定理則建議輸入信號(hào)在250KHz以下）、SPI輸入時(shí)鐘最高可達(dá)40M、支持串行外設(shè)接口( Serial Peripheral Interface，SPI)的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 。

2LTC2308的功能框圖及引腳定義

LTC2308的功能框圖：

引腳定義（來源參考 LTC2308 datasheet LTC2308fb.pdf 的第7頁(yè)）：

3LTC2308的工作模式設(shè)置

LTC2308的8個(gè)模擬通道能配置成為單端、差分式通道，以及單極性、雙極性通道，通過四線式 SPI與其他數(shù)字接口電路相連。

當(dāng)為單端輸入時(shí)，每個(gè)通道相對(duì)于COM端，單極性狀態(tài)下可以輸入0~4.096V的范圍，雙極性為±2.048V的范圍，其中，負(fù)數(shù)是以2的補(bǔ)碼形式表示。當(dāng)為差分模式輸入時(shí)，CH0與CH1、CH2與CH3、CH4與CH5、CH6與CH7可以分別構(gòu)成差分對(duì)信號(hào)，能同時(shí)對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行采樣以減小共模干擾。當(dāng)輸入源的阻抗較大時(shí)，需要的獲取信號(hào)時(shí)間也會(huì)相應(yīng)增多。

LTC2308的各種工作模式是可通過6位DIN字可編程設(shè)定的。（參考下文時(shí)序圖，來自LTC2308 datasheet LTC2308fb.pdf 的第10頁(yè)）。

6位DIN字定義如下：

LTC控制數(shù)據(jù)為6位，由高到低依次為:S/D、O/S、S1、S0、UNI、SLP。

S/D控制芯片是單端還是雙端差分式模式。

O/S在差分方式下，控制兩個(gè)信號(hào)的正負(fù)極性，當(dāng)O/S為1時(shí)，表示奇數(shù)通道輸入信號(hào)的符號(hào)為正，偶數(shù)通道輸入信號(hào)的符號(hào)為負(fù)；當(dāng)O/S為0時(shí)，表示奇數(shù)通道輸入信號(hào)的符號(hào)為負(fù)，偶數(shù)通道輸入信號(hào)的符號(hào)為正。O/S在單端模式下，當(dāng)O/S為1時(shí)，表示奇數(shù)通道輸入信號(hào)的符號(hào)為正；當(dāng)O/S為0時(shí)，表示偶數(shù)通道輸入信號(hào)的符號(hào)為正。

在雙端模式下，S1、S0構(gòu)成2位通道選擇信號(hào)，正好可以選擇4組差分通道。在單端模式下，S1、S0構(gòu)成2位通道選擇信號(hào)，用于選擇奇數(shù)通道里的4個(gè)通道以及偶數(shù)通道里的4個(gè)通道。

UNI為極性控制信號(hào)，其為1時(shí)，輸出單極性信號(hào)，為0時(shí)，輸出補(bǔ)碼形式的雙極性信號(hào)。

SLP則是控制芯片是進(jìn)入 SLEEP 還是 NAP 狀態(tài)。

在傳輸完第6位控制字之后，芯片還需要至少 240 ns的 tACQ的獲取時(shí)間之后才能再次將 CONVST拉高來啟動(dòng)下一次轉(zhuǎn)換。

繼續(xù)參考參考LTC2308 datasheet LTC2308fb.pdf 的第10頁(yè)的Table1可得到本案例通道選擇的配置字：

4LTC2308的功能框圖及引腳定義

參考LTC2308fb.pdf第17頁(yè)， 該器件SPI協(xié)議時(shí)序圖有兩個(gè)。

第一個(gè)：

在第一個(gè)時(shí)序中，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成后，CONVST仍保持高電平時(shí)，芯片會(huì)根據(jù)SLP位設(shè)置的邏輯電平進(jìn)入NAP（SLP=0）或SLEEP（SLP=1）模式。當(dāng)CONVST返回低電平時(shí)，LTC2308從SLEEP模式釋放，需要200ms才能喚醒并為VREF引腳上的2.2uF電容和REFCOMP引腳上的10uF電容充電。

第二個(gè)：

DE10-Standard 的SystemCDDemonstrationsFPGAADC 這個(gè)案例里面我們使用的是第二個(gè)時(shí)序圖，原因是為了LTC2308 表現(xiàn)的性能更好，盡量選擇：

1. 在轉(zhuǎn)換開始之后的40ns內(nèi)返回低電平

2. 在轉(zhuǎn)換結(jié)束之后返回低電平

關(guān)于這個(gè)的描述請(qǐng)參考LTC2308fb.pdf第14頁(yè)：

所以實(shí)驗(yàn)里面選擇第二個(gè)時(shí)序圖。

第二個(gè)時(shí)序圖中的各個(gè)時(shí)間定義（參考LTC2308fb.pdf的第5頁(yè)）：

把上面的表格摘出并翻譯如下：

第二個(gè)時(shí)序圖顯示了在轉(zhuǎn)換時(shí)間結(jié)束前，CONVST信號(hào)回到低電平。在此模式下，ADC和所有內(nèi)部電路保持通電狀態(tài)。當(dāng)轉(zhuǎn)換完成后，SDO的輸出數(shù)據(jù)序列的MSB將在數(shù)據(jù)總線被啟用后有效。在CONVST上升沿后1.3μs之后，隨著脈沖SCK的節(jié)奏，SDO將從LTC2308中輸出數(shù)據(jù)，SDI則將配置數(shù)據(jù)加載到LTC2308中。第一個(gè)SCK上升沿將S/D位加載到LTC2308中，第六個(gè)SCK上升沿將SLP 位加載到LTC2308中。SDO在每個(gè)SCK脈沖的下降沿輸出數(shù)據(jù)。

送出convert trigger后，經(jīng)過tCONV時(shí)間后才能送出SPI clock, 通過SDO 接收ADC結(jié)果，并同時(shí)通過SDI 設(shè)定下次convert的模式。SPI clock結(jié)束后，至少要等tHCONVST時(shí)間，才能送出下一個(gè)convert trigger。LTC2308設(shè)計(jì)為在控制字發(fā)送后開始采集（控制字發(fā)送在第6個(gè)時(shí)鐘完成， 第7個(gè)時(shí)鐘就可以開始采集了），以適配不同模式下的時(shí)序要求。