LTM2893/LTM2893-1 100MHz隔离型ADC串行接口技术手册

概述
LTM2893 是一款采用 ADC 控制信号的高速隔离型 μModule (微型模块) SPI 接口。 LTM2893 专为隔离 1Msps 高分辨率 18 位 SAR ADC (例如：LTC2338 和相似的器件系列) 而优化，并能够与大多数通用型 ADC 对接。 LTM2893-1 专为隔离需要把配置设定值写入 ADC 的 LTC2348 和相似的同时采样 ADC 系列而优化。 LTM2893 可隔离转换起动、实施信号采样，并具有非常低的孔径抖动 (30ps) 和低延迟 (20ns)。

接口实现了快的吞吐速率和无周期延迟，从而使 LTM2893 成为众多应用的理想选择。 LTM2893 具有一个高速 SPI 兼容型串行端口，可支持 1.71V 至 5.5V 逻辑电压，并能针对具有 8 至 32 位 SPI 字长的 ADC 进行配置。 另外，该器件还可隔离用于控制模拟多路复用器或增益设定值的三个选择信号 (SA、SB、SC)。

隔离势垒可耐受逻辑接口与 LTM2893 的隔离侧之间大的电压地变化。 在速度高于 50kV/μs 的电压瞬变过程中能保持不间断的通信。
数据表：*附件：LTM2893 LTM2893-1 100MHz隔离型ADC串行接口技术手册.pdf

应用

• 遥感
• 高速数据采集
• 工业过程控制
• 测试和测量设备

特性

• 隔离型接口：6000VRMS (持续 1 分钟)
• 正待 UL-CSA 标准认可
• 100MHz SPI 兼容型 I/O
• 可配置 SPI 字长：8 至 32 位
• 低抖动转换起动 (30ps RMS )
• 支持同时采样的 ADC
• 只读 (LTM2893)，读 / 写 (LTM2893-1)
• 三个隔离式多路复用器选择信号
• 1.71V 至 5.5V I/O 电压
• 3V 至 5.5V 电源电压
• 可承受高的共模瞬变
• 15mm x 6.25mm BGA 封装

典型应用

引脚配置

典型性能特征

框图

应用信息

SPI 总线缺乏正式标准，因此存在多种实现方式，包括协议、位长度和信号极性。在具有串行外设接口（SPI）的设备领域中，LTM2893 必须符合标准 SPI 协议的名义设置。

首先，LTM2893 的运行模式类似于 (0, 0) 模式。数据在 SCK 的上升沿捕获和移位。所有建立和保持时间特性均与 SCK 的上升沿相关。在标准的 (0, 0) SPI 模式中，数据在 SCK 的下降沿变化。注意数据的建立时间，以便在 SCK 上升沿之前数据稳定。对于选定的时钟频率（100MHz 和 66MHz），LTM2893 会更改 MISO 和 MOSI 数据，并在 SCK 上升沿之前留出时间让数据更改、稳定并准备好进行下一次上升沿读取。

其次，SCK 和 SS 必须专门用于读 / 写数据的操作。在一些使用 SCK 作为转换时钟的 ADC 中，额外的接口时钟功能用于 SPI 端口。过多的 SCK 转换会使 FALLT 引脚作为 SPI 缓冲器欠运行。隔离侧将根据配置计数转换 SCK2 时钟，并在 SCK2 超出范围时不进行转换。

从设备选择（SS）是低电平有效，并触发 SPI 传输。使用 LTM2893 时，如果单个 ADC 未使能，逻辑侧可将驱动低电平，正常运行，隔离侧的 SS2 可保持打开状态。否则，SS 必须返回到高电平，然后再次驱动低电平以清除故障引脚。LTM2893 - 1 要求 SS 拉低以帧化 SPI 传输。

CNV 上的上升沿启动转换。CNV 的下降沿被忽略。CNV2 的下降沿通常在 CNV 上升沿后的 1 到 5 个 SCK 周期内生成。CNV2 的脉冲宽度取决于配置的 SCK2 频率。SCK2 频率为 40MHz 或更高时，脉冲宽度为 40ns；SCK2 频率为 33MHz 时，脉冲宽度为 60ns。

具有或不具有转换启动或忙引脚的 ADC 与 LTM2893 兼容。直接连接到 CNV2 和 BUSY2 引脚的 ADC 会忽略转换启动信号，并且在转换完成之前一直将忙信号保持为高电平。预期转换启动信号的作用是启动转换，忙信号的作用是在转换完成时变低。预期转换启动信号且无忙信号的 ADC 在转换开始时允许读取先前的 SPI 结果。连接 CNV2 信号将使 ADC 转换开始，并在转换完成时从 ADC 读取 BUSY2 信号。预期忙信号但无转换启动信号的 ADC 在转换进行时允许读取先前的 SPI 结果。连接 CNV2 信号将使 ADC 转换开始，并在转换进行时从 ADC 读取 BUSY2 信号。这将强制 LTM2893 读取转换完成后 CNV2 信号变低时的 ADC 数据。图 15 以 LTC2314 - 14 为例展示了这种操作。

定时与控制

转换信号 CNV 会启动转换，并开始控制 BUSY 输出和 ADC 结果收集的过程。一旦启动转换，在当前转换过程完成之前，不会启动新的转换，并且在 CNV 上升沿被检测到后，ADC 结果可能会出现新的结果或旧数据。只要 BUSY 输出表示转换阶段，CNV 上升沿就会被忽略，结果在最显著位准备好重新分配时进行重新分配。在结果重新分配之前，从数字接口读取数据会返回错误结果，并设置错误标志。为使串行数字接口共享，SS 输入允许将隔离侧的 SS 输入与其他设备进行异或。当设备计数为 1 时，SS 输入可能会根据每次时钟上升沿在高电平和低电平之间切换，以便在 BUSY 输出变低后读取 ADC 结果。在每次 SCK 上升沿，MISO 上的结果读取将清除错误报告并清除数据。读取外部主控制器上的 MISO 和结果引脚。下一个数据突发将控制误读并在转换进行时保持结果。