摘要： 本文介绍了如何利用外置ADC取代微控制器内部所集成的ADC以及设计时需要考虑的注意事项。
关键词： ADC；微控制器；增益放大器；传感器阻抗
当今的电子产品总是希望尺寸越小越好。从占据整个房间的服务器系统到能方便地装进衣服口袋的消费电子产品，设计师们不断寻求实现最小的外形尺寸，在更小的空间中实现更多的功能。能够让完整的解决方案比同类方案小 10% 到 20% 的设计师有更大的机会赢得设计订单。纤巧的集成电路是从大到小各种产品设计的关键。
这类便携式和空间受限的产品设计中包括电源、微控制器、MOSFET、放大器、数据转换器等电路。专用集成电路(A
在嵌入式系统和ARM技术领域，数据转换器是核心组件之一，负责将模拟信号转换为数字信号，以便微处理器可以处理。随着电子设备小型化的趋势，设计师们面临的一个挑战是如何在有限的空间内提高系统的性能。传统的解决方案是使用集成在微控制器内部的ADC（模拟数字转换器），但这类内置ADC往往在精度、线性度和噪声抑制方面存在不足。
本文重点讨论了如何利用超纤巧的16位ADC来替代低性能的嵌入式数据转换器，以提升系统的测量精度和稳定性。16位ADC提供了更高的分辨率，能够捕捉更细微的信号变化，这对于温度、电压、电流等参数的精确测量至关重要。然而，微控制器内部的ADC由于受到工艺限制和噪声干扰，实际性能往往低于预期。
例如，LTC2450是一款由凌力尔特公司推出的16位增量累加ADC，其特点是采用2mm×2mm的超小型DFN封装，能够在不增加太多电路板空间的情况下提供卓越的模拟信号测量性能。该ADC的线性度、偏移误差和增益误差都有保证，并经过全面测试，确保在整个工业温度范围内稳定工作。这种独立的外部ADC可以提供更好的噪声隔离和更高的测量精度，从而弥补微控制器内置ADC的不足。
LTC2450的4mm²尺寸使其易于集成到现有的电路设计中，例如图1所示的印刷电路板布局，即使在拥挤的FPGA、电源和微控制器旁边也能轻松添加。通过连接LTC2450的输入电压端口（VIN）和配置其6个引脚，包括电源（VCC）、地电源（GND）以及串行时钟输入（SCK）、串行数据输出（SDO）和芯片选择/数据成帧引脚，可以实现高效的数据传输和控制。
在设计过程中，需要注意几个关键点以确保ADC的最优性能。需要关注ADC的电源质量，确保低噪声的供电，以减少ADC性能的影响。ADC的地线设计至关重要，应尽可能减少模拟和数字接地之间的耦合，以降低噪声。再者，传感器阻抗和增益放大器的选择也会影响ADC的输入信号质量和整体系统的动态范围。
此外，ADC的接口设计也是关键，通常使用SPI或I2C等串行通信协议，需要正确配置时钟速度和数据格式，以适应微控制器的处理能力。为了确保在各种环境条件下都能保持高精度，需要对ADC的温度漂移和长期稳定性进行充分的考虑和补偿。
通过采用超纤巧的16位ADC如LTC2450，嵌入式系统设计师可以在不牺牲空间的情况下，显著提高系统数据转换的性能，这对于追求微型化和高性能的嵌入式系统设计至关重要。同时，设计时需注意ADC的电源管理、地线规划、接口设计和传感器匹配，以充分发挥外部ADC的优势。
