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LTC2302/LTC2306
123026fa
標準的応用例
低ノイズ、500ksps1チャネル/2チャネル12ビットADC
8192ポイントのFFT、fIN = 1kHz(LTC2306)
SDI
SDO
SCK
CONVST
23026 TA01
SERIALPORT
ANALOGINPUTMUX
CH0 (IN+)
CH1 (IN–)
アナログ入力0V~4.096Vのユニポーラ ±2.048Vのバイポーラ
VREF
2.7V TO 5.25V
ASIC、PLD、MPU、DSPまたはシフトレジスタへのシリアル・データリンク
LTC2302LTC2306
VDD OVDD
GND
0.1µF
5V
12-BIT500ksps
ADC
+–
0.1µF
括弧内のピン名はLTC2302の場合 10µF0.1µF
10µF
FREQUENCY (kHz)0
–40
–20
0
20023026 TA01b
–60
–80
50 100 150 250
–100
–120
–50
–30
–10
–70
–90
–110
–130–140
MAG
NITU
DE (d
B)
fSMPL = 500kHzSINAD = 72.8dBTHD = –88.7dB
特長■ 12ビットの分解能■ サンプルレート:500ksps■ 低ノイズ:SINAD = 72.8dB ■ ミッシングコードがないことを保証■ 単一5V電源■ 自動シャットダウンにより、サンプルレートに従って
消費電流が減少■ 低消費電力:500kspsで14mW 1kspsで70μW スリープモード:35μW■ 1チャネル・バージョン(LTC2302)または
2チャネル・バージョン(LTC2306)■ ユニポーラまたはバイポーラ入力範囲
(ソフトウェアで選択可能)■ 内部変換クロック ■ SPI/MICROWIRE™準拠のシリアル・インタフェース■ 別個の出力電源OVDD(2.7V~5.25V)■ LTC2308とソフトウェア互換■ 10ピン(3mm×3mm)DFNパッケージ
アプリケーション■ 高速データ収集■ 産業用プロセス制御■ モーター制御■ アクセレロメータ測定■ バッテリ駆動機器■ 絶縁型データ収集やリモート・データ収集
概要LTC®2302/LTC2306は、SPI/MICROWIRE準拠のシリアル・インタフェースを備えた低ノイズ、500ksps、1チャネル/2チャネル、12ビットADCです。これらのADCは完全差動サンプル・ホールド回路を内蔵しており、同相ノイズを低減します。内部変換クロックにより、外部シリアル出力データ・クロック(SCK)は最大40MHzまでのどの周波数でも動作可能です。
LTC2302/LTC2306は単一5V電源で動作し、500kspsのサンプルレートでの消費電流はわずか2.8mAです。自動シャットダウン機能により、1kspsのサンプルレートでは消費電流を14μAに低減します。
LTC2302/LTC2306は小型10ピン3mm×3mm DFNパッケージで供給されます。低消費電力で小型のLTC2302/LTC2306は、バッテリ駆動の携帯アプリケーションに最適です。また、4線SPI準拠のシリアル・インターフェイスにより、絶縁型またはリモートのデータ収集システムにも適しています。
タイプ入力チャネル数
1 2 8
内部リファレンス LTC2308外部リファレンス LTC2302 LTC2306
、LT、LTCおよびLTMはリニアテクノロジー社の登録商標です。他の全ての商標はそれぞれの所有者に所有権があります。
LTC2302/LTC2306
223026fa
絶対最大定格 (Note 1、2)
電源電圧(VDD、OVDD) .............................................−0.3V~6V アナログ入力電圧(Note 3) CH0(IN+) − CH1(IN−)、 REF ......................................... (GND − 0.3V)~(VDD + 0.3V) デジタル入力電圧(Note 3) ....................................... (GND − 0.3V)~(VDD + 0.3V)
鉛フリー仕上げ テープアンドリール デバイスのマーキング* パッケージ寸法 温度範囲LTC2302CDD#PBF LTC2302CDD#TRPBF LDGV 10-Lead (3mm × 3mm) Plastic DFN 0°C to 70°C
LTC2302IDD#PBF LTC2302IDD#TRPBF LDGV 10-Lead (3mm × 3mm) Plastic DFN –40°C to 85°C
LTC2306CDD#PBF LTC2306CDD#TRPBF LDGW 10-Lead (3mm × 3mm) Plastic DFN 0°C to 70°C
LTC2306IDD#PBF LTC2306IDD#TRPBF LDGW 10-Lead (3mm × 3mm) Plastic DFN –40°C to 85°Cより広い動作温度範囲で規定されるデバイスについては、弊社へお問い合わせください。 *温度等級は出荷時のコンテナのラベルで識別されます。鉛ベースの非標準仕上げの製品の詳細については、弊社へお問い合わせください。鉛フリー製品のマーキングの詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/leadfree/ をご覧ください。 テープアンドリールの仕様の詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/tapeandreel/ をご覧ください。
発注情報
TOP VIEW
11
LTC2302
DD PACKAGE10-LEAD (3mm 3mm) PLASTIC DFN
10
9
6
7
8
4
5
3
2
1 OVDD
SCK
SDI
GND
VREF
SDO
CONVST
VDD
IN+
IN–
TJMAX = 150°C, θJA = 43°C/W
EXPOSED PAD (PIN 11) IS GND, MUST BE SOLDERED TO PCB
TOP VIEW
11
LTC2306
DD PACKAGE10-LEAD (3mm 3mm) PLASTIC DFN
10
9
6
7
8
4
5
3
2
1 OVDD
SCK
SDI
GND
VREF
SDO
CONVST
VDD
CH0
CH1
TJMAX = 150°C, θJA = 43°C/W
EXPOSED PAD (PIN 11) IS GND, MUST BE SOLDERED TO PCB
ピン配置
デジタル出力電圧 ...................(GND − 0.3V)~(OVDD + 0.3V) 電力損失 ....................................................................... 500mW 動作温度範囲 LTC2302C/LTC2306C ............................................0℃~70℃ LTC2302I/LTC2306I .........................................−40℃~85℃ 保存温度範囲...................................................−65℃~150℃
LTC2302/LTC2306
323026fa
PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS
Resolution (No Missing Codes) l 12 Bits
Integral Linearity Error (Note 6) l ±0.3 ±1 LSB
Differential Linearity Error l ±0.25 ±1 LSB
Bipolar Zero Error (Note 7) l ±1 ±6 LSB
Bipolar Zero Error Drift 0.002 LSB/°C
Unipolar Zero Error (Note 7) l ±1 ±6 LSB
Unipolar Zero Error Drift 0.002 LSB/°C
Unipolar Zero Error Match (LTC2306) ±0.3 ±3 LSB
Bipolar Full-Scale Error (Note 8) l ±1.5 ±8 LSB
Bipolar Full-Scale Error Drift 0.05 LSB/°C
Unipolar Full-Scale Error (Note 8) l ±1.2 ±6 LSB
Unipolar Full-Scale Error Drift 0.05 LSB/°C
Unipolar Full-Scale Error Match (LTC2306) ±0.3 ±3 LSB
コンバータとマルチプレクサの特性lは全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外はTA=25℃での値。(Note 4、5)
SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITSVIN
+ Absolute Input Range (CH0, CH1, IN+) (Note 9) l –0.05 REFCOMP VVIN
– Absolute Input Range (CH0, CH1, IN–) Unipolar (Note 9) Bipolar (Note 9)
l
l
–0.05 –0.05
0.25 • REFCOMP 0.75 • REFCOMP
V V
VIN+ – VIN
– Input Differential Voltage Range VIN = VIN+ – VIN
– (Unipolar) VIN = VIN
+ – VIN– (Bipolar)
l
l
0 to VREF ±VREF/2
V V
IIN Analog Input Leakage Current l ±1 μACIN Analog Input Capacitance Sample Mode
Hold Mode55 5
pF pF
CMRR Input Common Mode Rejection Ratio 70 dB
アナログ入力 lは全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外はTA=25℃での値。(Note 4)
SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITSVREF Input Range l 0.1 VDD V
IREF Reference Input Current fSMPL = 0ksps, VREF = 4.096V fSMPL = 500ksps, VREF = 4.096V
l
l
50 230
80 260
μA μA
CREF Reference Input Capacitance 55 pF
リファレンス入力 lは全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外はTA=25℃での値。(Note 4)
LTC2302/LTC2306
423026fa
SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITSSINAD Signal-to-(Noise + Distortion) Ratio fIN = 1kHz l 71 72.8 dB
SNR Signal-to-Noise Ratio fIN = 1kHz l 71 73.2 dB
THD Total Harmonic Distortion fIN = 1kHz, First 5 Harmonics l –88 –78 dB
SFDR Spurious Free Dynamic Range fIN = 1kHz l 79 89 dB
Channel-to-Channel Isolation fIN = 1kHz –109 dB
Full Linear Bandwidth (Note 11) 700 kHz
–3dB Input Linear Bandwidth 25 MHz
Aperture Delay 13 ns
Transient Response Full-Scale Step 240 ns
ダイナミック精度 lは全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外はTA=25℃での値。AIN = -1dBFS。(Note 4、10)
SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITSVIH High Level Input Voltage VDD = 5.25V l 2.4 V
VIL Low Level Input Voltage VDD = 4.75V l 0.8 V
IIN High Level Input Current VIN = VDD l ±10 μA
CIN Digital Input Capacitance 5 pFVOH High Level Output Voltage OVDD = 4.75V, IOUT = –10μA
OVDD = 4.75V, IOUT = –200μA
l
4
4.74 V V
VOL Low Level Output Voltage OVDD = 4.75V, IOUT = 160μA OVDD = 4.75V, IOUT = 1.6mA
l
0.05 0.4
V V
IOZ Hi-Z Output Leakage VOUT = 0V to OVDD, CONVST High l ±10 μA
COZ Hi-Z Output Capacitance CONVST High 15 pF
ISOURCE Output Source Current VOUT = 0V –10 mA
ISINK Output Sink Current VOUT = OVDD 10 mA
デジタル入力とデジタル出力 lは全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外はTA=25℃での値。(Note 4)
SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITSVDD Supply Voltage l 4.75 5 5.25 V
OVDD Output Driver Supply Voltage l 2.7 5.25 VIDD Supply Current
Sleep ModeCL = 25pF CONVST = 5V, Conversion Done
l
l
2.8 7
3.5 15
mA μA
PD Power Dissipation Sleep Mode
14 35
mW μW
電源条件lは全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外はTA=25℃での値。(Note 4)
LTC2302/LTC2306
523026fa
SYMBOL PARAMETER CONDITIONS MIN TYP MAX UNITSfSMPL(MAX) Maximum Sampling Frequency l 500 kHz
fSCK Shift Clock Frequency l 40 MHz
tWHCONV CONVST High Time (Note 9) l 20 ns
tHD Hold Time SDI After SCK↑ l 2.5 ns
tSUDI Setup Time SDI Stable Before SCK↑ l 0 ns
tWHCLK SCK High Time fSCK = fSCK(MAX) l 10 ns
tWLCLK SCK Low Time fSCK = fSCK(MAX) l 10 ns
tWLCONVST CONVST Low Time During Data Transfer (Note 9) l 410 ns
tHCONVST Hold Time CONVST Low After Last SCK↓ (Note 9) l 20 ns
tCONV Conversion Time l 1.3 1.6 μs
tACQ Acquisition Time 7th SCK↑ to CONVST↑ (Note 9) l 240 ns
tdDO SDO Data Valid After SCK↓ CL = 25pF (Note 9) l 10.8 12.5 ns
thDO SDO Hold Time SCK↓ CL = 25pF l 4 ns
ten SDO Valid After CONVST↓ CL = 25pF l 11 15 ns
tdis Bus Relinquish Time CL = 25pF l 11 15 ns
tr SDO Rise Time CL = 25pF 4 ns
tf SDO Fall Time CL = 25pF 4 ns
tCYC Total Cycle Time 2 μs
Note 1:絶対最大定格に記載された値を超えるストレスはデバイスに永続的損傷を与える可能性がある。長期にわたって絶対最大定格条件に曝すと、デバイスの信頼性と寿命に悪影響を与える可能性がある。
Note 2:全ての電圧値は(注記がない限り)DVDDおよびOVDDを結線したグランドを基準にしている。
Note 3:これらのピンの電圧がグランドより下に引き下げられるか、VDDより上に引き上げられると、内部のダイオードによってクランプされる。これらの製品は、グランドより低いか、またはVDDより高い電圧でラッチアップを生じることなしに100mAを超える入力電流を処理することができる。
Note 4:注記がない限り、VDD = 5V、OVDD = 5V、VREF = 4.096V、fSMPL = 500ksps。
Note 5:直線性、オフセットおよびフルスケールの各規格値は、LTC2306の場合はGNDを基準にしたシングルエンドのアナログ入力に適用され、LTC2302の場合はGNDに接続したIN−を基準にしたIN+に適用される。
Note 6:積分非直線性は、実際の伝達曲線のエンドポイントを通る直線からのコードの偏差として定義されている。偏差は量子化幅の中心から測定される。
Note 7:バイポーラ・ゼロ誤差は、出力コードが0000 0000 0000と1111 1111 1111の間を行ったり来たりするとき、−0.5LSBから測定されたオフセット電圧である。ユニポーラ・ゼロ誤差は、出力コードが0000 0000 0000と0000 0000 0001の間を行ったり来たりするとき、−0.5LSBから測定されたオフセット電圧である。
Note 8:フルスケール・バイポーラ誤差は、最初と最後のコードの理想的な遷移からの、−FSまたは+FSの未調整のワーストケースの偏差で、オフセット誤差の影響が含まれる。フルスケール・ユニポーラ誤差は、最後のコードの遷移の理想的な遷移からの偏差で、オフセット誤差の影響が含まれる。
Note 9:設計によって保証されているが、テストされない。
Note 10:dB表示のすべての規格値は、4.096Vの基準電圧でフルスケール±2.048Vの入力を基準にしている。
Note 11:最大リニア帯域幅は、SINADが60dBまたは10ビットの精度にまで劣化するフルスケール入力周波数として定義されている。
タイミング特性lは全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外はTA = 25℃での値。(Note 4)
LTC2302/LTC2306
623026fa
積分非直線性と出力コード
微分非直線性と出力コード
1kHz正弦波の8192ポイントの FFTプロット
SNRと入力周波数 SINADと入力周波数 THDと入力周波数
電源電流と サンプリング周波数 電源電流と温度
OUTPUT CODE0
INL
(LSB
)
0
0.25
0.50
4096
23026 G01
–0.25
–0.50
–1.001024 2048 3072
–0.75
1.00
0.75
OUTPUT CODE0
DNL
(LSB
)0
0.25
0.50
4096
23026 G02
–0.25
–0.50
–1.001024 2048 3072
–0.75
1.00
0.75
FREQUENCY (kHz)0
–40
–20
0
200
23026 G03
–60
–80
50 100 150 250
–100
–120
–50
–30
–10
–70
–90
–110
–130–140
MAG
NITU
DE (d
B)
SNR = 73.2dBSINAD = 72.8dBTHD = –89.5dB
FREQUENCY (kHz)1
50
SNR
(dB)
70
75
80
10 100 1000
23026 G04
65
60
55
FREQUENCY (kHz)1
50
SINA
D (d
B)
70
75
80
10 100 1000
23026 G05
65
60
55
FREQUENCY (kHz)1
–80
THD
(dB)
–70
–60
10 100 1000
23026 G06
–90
–85
–75
–65
–95
–100
SAMPLING FREQUENCY (ksps)1
2.0
SUPP
LY C
URRE
NT (m
A) 2.5
3.0
3.5
10 100 1000
23026 G07
1.5
1.0
0.5
0
TEMPERATURE (°C)–50
2.0
SUPP
LY C
URRE
NT (m
A)
2.2
2.6
2.8
3.0
4.0
3.4
0 50 75
23026 G08
2.4
3.6
3.8
3.2
–25 25 100 125
標準的性能特性 (LTC2302) 注記がない限り、TA = 25℃、VDD = OVDD = 5V、VREF = 4.096V、fSMPL = 500ksps。
LTC2302/LTC2306
723026fa
スリープ電流と温度 アナログ入力のリーク電流と温度
オフセット誤差と温度 フルスケール誤差と温度
TEMPERATURE (°C)–50
0
SLEE
P CU
RREN
T (µ
A)
1
3
4
5
10
7
0 50 75
23026 G09
2
8
9
6
–25 25 100 125TEMPERATURE (°C)
–500
INPU
T LE
AKAG
E CU
RREN
T (n
A)
100
300
400
500
1000
700
0 50 75
23026 G10
200
800
900
600
–25 25 100 125
TEMPERATURE (°C)–50
–1.0
–1.5
–2.0
–2.5
OFFS
ET E
RROR
(LSB
)
–0.5
0.5
1.0
1.5
2.5
0 50 75
23026 G11
0
2.0
–25 25 100 125
BIPOLAR
UNIPOLAR
TEMPERATURE (°C)–50
FULL
-SCA
LE E
RROR
(LSB
)
1.5
25
23026 G12
0
–1.0
–25 0 50
–1.5
–2.0
2.0
1.0
0.5
–0.5
75 100 125
BIPOLAR
UNIPOLAR
標準的性能特性 (LTC2302) 注記がない限り、TA = 25℃、VDD = OVDD = 5V、VREF = 4.096V、fSMPL = 500ksps。
LTC2302/LTC2306
823026fa
積分非直線性と出力コード
微分非直線性と出力コード
1kHz正弦波の8192ポイントの FFTプロット
SNRと入力周波数 SINADと入力周波数 THDと入力周波数
電源電流とサンプリング周波数 電源電流と温度
OUTPUT CODE0
INL
(LSB
)
0
0.25
0.50
4096
23026 G13
–0.25
–0.50
–1.001024 2048 3072
–0.75
1.00
0.75
OUTPUT CODE0
DNL
(LSB
)0
0.25
0.50
4096
23026 G14
–0.25
–0.50
–1.001024 2048 3072
–0.75
1.00
0.75
FREQUENCY (kHz)0
–40
–20
0
200
23026 G15
–60
–80
50 100 150 250
–100
–120
–50
–30
–10
–70
–90
–110
–130–140
MAG
NITU
DE (d
B)
SNR = 73.2dBSINAD = 72.8dBTHD = –88.7dB
FREQUENCY (kHz)1
50
SNR
(dB)
70
75
80
10 100 1000
23026 G16
65
60
55
FREQUENCY (kHz)1
50
SINA
D (d
B)
70
75
80
10 100 1000
23026 G17
65
60
55
FREQUENCY (kHz)1
–80
THD
(dB)
–70
–60
10 100 1000
23026 G18
–90
–85
–75
–65
–95
–100
SAMPLING FREQUENCY (ksps)1
2.0
SUPP
LY C
URRE
NT (m
A) 2.5
3.0
3.5
10 100 1000
23026 G19
1.5
1.0
0.5
0
TEMPERATURE (°C)–50
2.0
SUPP
LY C
URRE
NT (m
A)
2.2
2.6
2.8
3.0
4.0
3.4
0 50 75
23026 G20
2.4
3.6
3.8
3.2
–25 25 100 125
標準的性能特性 (LTC2306) 注記がない限り、TA = 25℃、VDD = OVDD = 5V、VREF = 4.096V、fSMPL = 500ksps。
LTC2302/LTC2306
923026fa
スリープ電流と温度 アナログ入力のリーク電流と温度
オフセット誤差と温度 フルスケール誤差と温度
TEMPERATURE (°C)–50
0
SLEE
P CU
RREN
T (µ
A)
1
3
4
5
10
7
0 50 75
23026 G21
2
8
9
6
–25 25 100 125TEMPERATURE (°C)
–500
INPU
T LE
AKAG
E CU
RREN
T (n
A)
100
300
400
500
1000
700
0 50 75
23026 G22
200
800
900
600
–25 25 100 125
TEMPERATURE (°C)–50
OFFS
ET E
RROR
(LSB
)
1.5
25
23026 G23
0
–1.0
–25 0 50
–1.5
–2.0
2.0
1.0
0.5
–0.5
75 100 125
BIPOLAR
UNIPOLAR
TEMPERATURE (°C)–50
FULL
-SCA
LE E
RROR
(LSB
)
1.5
25
23026 G24
0
–1.0
–25 0 50
–1.5
–2.0
2.0
1.0
0.5
–0.5
75 100 125
BIPOLAR
UNIPOLAR
標準的性能特性 (LTC2306) 注記がない限り、TA = 25℃、VDD = OVDD = 5V、VREF = 4.096V、fSMPL = 500ksps。
LTC2302/LTC2306
1023026fa
ピン機能LTC2302
SDO(ピン1):スリーステートのシリアル・データ出力。SDOは前の変換のデータを出力します。SDOはSCKの各パルスの立下りエッジでシフトされてシリアルに出力されます。SDOはCONVSTを”L”レベルにしてイネーブルします。
CONVST(ピン2):変換スタート。CONVSTの立上りエッジにより変換が開始されます。最良の性能を得るには、変換開始後または変換終了後40ns以内にCONVSTが”L”に戻るようにします。
VDD(ピン3):5V電源。VDDの範囲は4.75V~5.25Vです。0.1μFのセラミック・コンデンサと10μF のタンタル・コンデンサを並列に使ってVDDをGNDにバイパスします。
IN+、IN-(ピン4、5):正(IN+)と負(IN-)の差動アナログ入力。
VREF(ピン6):リファレンス入力。外部リファレンスをVREFに接続します。外部リファレンスの電圧範囲は0.1V~VDDです。0.1μFのセラミック・コンデンサに並列に接続した最小10μFのタンタル・コンデンサを使ってGNDにバイパスします。
GND(ピン7):グランド。全てのGNDピンを切れ目の無いグランド・プレーンに接続する必要があります。
SDI(ピン8):シリアル・データ入力。SDIのシリアル・ビット・ストリームはADCの構成を設定し、最初の6個のSCKパルスの立上りエッジでラッチされます。
SCK(ピン9):シリアル・データ・クロック。SCKはシリアル・データ転送の同期をとります。SDIのシリアル・データ入力はSCKの立上りエッジでラッチされます。SDOのシリアル・データ出力はSCKの立下りエッジで遷移します。
OVDD(ピン10):出力ドライバ電源。0.1μFのセラミック・コンデンサを使ってOVDDをピンの近くでGNDにバイパスします。OVDDの範囲は2.7V~5.25Vです。
露出パッド (ピン11):露出パッド・グランド。グランド・プレーンに直接半田付けする必要があります。
LTC2306
SDO(ピン1):スリーステートのシリアル・データ出力。SDOは前の変換のデータを出力します。SDOはSCKの各パルスの立下りエッジでシフトされてシリアルに出力されます。SDOはCONVSTを”L”レベルにしてイネーブルします。
CONVST(ピン2):変換スタート。CONVSTの立上りエッジにより変換が開始されます。最良の性能を得るには、変換開始後または変換終了後40ns以内にCONVSTが“L”に戻るようにします。
VDD(ピン3):5V電源。VDDの範囲は4.75V~5.25Vです。0.1μFのセラミック・コンデンサと10μF のタンタル・コンデンサを並列に使ってVDDをGNDにバイパスします。
CH0、CH1(ピン4、5):チャネル0とチャネル1のアナログ入力。CH0、CH1はシングルエンドまたは差動の入力チャネルとして構成することができます。「アナログ入力マルチプレクサ」のセクションを参照してください。
VREF(ピン6):リファレンス入力。外部リファレンスをVREFに接続します。外部リファレンスの電圧範囲は0.1V~VDDです。0.1μFのセラミック・コンデンサに並列に接続した最小10μFのタンタル・コンデンサを使ってGNDにバイパスします。
GND(ピン7):グランド。全てのGNDピンを切れ目の無いグランド・プレーンに接続する必要があります。
SDI(ピン8):シリアル・データ入力。SDIのシリアル・ビット・ストリームはADCの構成を設定し、最初の6個のSCKパルスの立上りエッジでラッチされます。
SCK(ピン9):シリアル・データ・クロック。SCKはシリアル・データ転送の同期をとります。SDIのシリアル・データ入力はSCKの立上りエッジでラッチされます。SDOのシリアル・データ出力はSCKの立下りエッジで遷移します。
OVDD(ピン10):出力ドライバ電源。0.1μFのセラミック・コンデンサを使ってOVDDをピンの近くでOGNDにバイパスします。OVDDの範囲は2.7V~5.5Vです。
露出パッド(ピン11):露出パッド・グランド。グランド・プレーンに直接半田付けする必要があります。
LTC2302/LTC2306
1123026fa
ブロック図
テスト回路
タイミング図
SDOの遅延時間のtdDOとthDOの電圧波形 tdisの電圧波形
tdisの波形1の負荷回路 tdisの波形2、tenの負荷回路
SDI
SDO
SCK
CONVST
23026 BD
SERIALPORT
ANALOGINPUTMUX
CH0 (IN+)
CH1 (IN–)
VREF
LTC2302LTC2306
括弧内のピン名はLTC2302の場合
VDD OVDD
GND
12-BIT500ksps
ADC
+–
SDO TEST POINT
VDD
3k
CL
23026 TC01
SDO TEST POINT
3k CL
23026 TC02
SCK
SDO
VIL
tdDOthDO
VOH
VOL23026 TD01
SDOWAVEFORM 1(SEE NOTE 1)
VIH
tdis
90%
10%
SDOWAVEFORM 2(SEE NOTE 2)
CONVST
Note 1:波形1は出力制御によってディスエーブルされない限り出力が"H"になるような内部条件での出力であるNote 2:波形2は出力制御によってディスエーブルされない限り出力が"L"になるような内部条件での出力である
23026 TD02
LTC2302/LTC2306
1223026fa
タイミング図tWLCLK (SCKの“L”の時間)tWHCLK (SCKの“H”の時間)
tHD (SCK↑の後のSDIのホールド時間) tSUDI (SCK↑の前のSDIの安定するセットアップ時間)
tenの電圧波形
SDOの立上り時間trと立下り時間tfの電圧波形
アプリケーション情報
23026 TD03
SCK
SDI
tWLCLK tWHCLK
tHD
tSUDI
23026 TD04
CONVST
SDO
ten
SDO
tr tf 23004 TD05
VOH
VOL
概要LTC2302/LTC2306は、低ノイズ、500ksps、1チャネル/2チャネル、12ビット逐次比較レジスタ(SAR)A/Dコンバータです。LTC2306は2チャネルのアナログ入力マルチプレクサ(MUX)
を備えており、LTC2302は差動入力の極性を選択可能な入力MUXを備えています。両方のADCともデータ転送が簡単なSPI互換のシリアル・ポートを備えており、ユニポーラ・モードまたはバイポーラ・モードのどちらでも動作可能です。LTC2306ではシングルエンド動作にはユニポーラ・モードを使います。シングルエンドの入力信号は常にGNDを基準にします。LTC2302/LTC2306は、省電力のため、待機時間の間はパワーダウン・スリープ・モードにすることができます。
CONVST入力の立上りエッジで変換が開始されます。変換サイクルが一度開始された後、再度開始することはできません。変換と変換の間に、SDI入力の6ビット入力ワード(DIN)がMUXの構成を設定し、多様な動作モードをプログラムします。DINビットがシフトされて入力されるにつれ、前の変換のデータがシフトされてSDOから出力されます。DINワードの6ビットがシフトされて入力された後、データの残りがシフトされて出力されるにつれ、ADCは次の変換の準備のためにアナログ入力の収集を開始します。
収集フェーズでは、サンプル・ホールド・コンデンサがアナログ入力信号を収集するのに最小240nsが必要です。
変換の間、内部差動12ビット容量性電荷再分配DACの出力は、SARによって最上位ビット(MSB)から最下位ビット(LSB)
に向かって、逐次比較アルゴリズムに従って順に処理されます。サンプリングされた入力は、差動コンパレータを使って、容量性DACによって供給されるバイナリの重み付けをした電荷と逐次比較されます。変換の最後にDACの出力はアナログ入力と均衡します。サンプリングされたアナログ入力を表すSAR
の内容(12ビットのデータ・ワード)は、12個の出力ラッチにロードされるので、そのデータをシフトして出力することができます。
LTC2306およびLTC2302のプログラミングソフトウェア互換のLTC2302/LTC2306/LTC2308製品ファミリーは、多様な動作モードをプログラムするための6ビットDIN
ワードを特長にしています。ドントケア・ビット(X)は無視されます。 SDIデータ・ビットはSCKの立上りエッジでロードされます。S/Dビットは1番目の立上りエッジでロードされます(「タイミングと制御」のセクションの図6を参照)。
LTC2302/LTC2306
1323026fa
アプリケーション情報
図1a. MUXの構成設定の例
図1b. MUXの指定を「動的に」変更
LTC2306入力データ・ワードは次のように定義されています。
S/D O/S X X UNI X
S/D = シングルエンド/差動ビット
O/S = 奇数/符号ビット
UNI = ユニポーラ/バイポーラ・ビット
X = ドントケア
LTC2302の場合、入力データ・ワードは次のように定義されています。
X O/S X X UNI X
アナログ入力マルチプレクサアナログ入力MUXは、LTC2306の場合はDINワードのS/DビットとO/Sビットによって、LTC2302の場合はDINワードのO/S
ビットによってプログラムされます。構成設定ビットの全ての組合せに対するMUXの構成設定が表1と表2にまとめてあります。図1aはいくつかの可能なMUXの構成を示しており、図1b
はある変換から次の変換へとMUXをどのように再構成できるかを示しています。
アナログ入力のドライブLTC2302/LTC2306のアナログ入力のドライブは簡単です。LTC2306の各アナログ入力(CHOとCH1)は、GNDを基準にしたシングルエンド入力として、または差動対として使うことができます。LTC2302のアナログ入力(IN+、IN-)は常に差動対として構成設定されます。MUXの構成設定には無関係に、“+”入力と“-”入力は同じ瞬間にサンプリングされます。両方の入力に共通している不要信号はすべてサンプル・ホールド回路の同相除去によって減少します。
CH0CH1
(–) GND
2つのシングルエンド
+
1つの差動
+ (–) +
LTC2306 LTC2306
23026 F01a
– (+){CH0CH1
1つの差動
+ (–)
LTC2302
– (+){IN+
IN–
CH0CH1
(–) GND
LTC2306
2番目の変換
+
1番目の変換
+ +
23026 F01b
–{ CH0CH1
LTC2306
S/D
0
0
1
1
O/S
0
1
0
1
CH0
+
–
+
CH1
–
+
+GNDを基準
注記:シングルエンドの入力信号は常にGNDを基準にするので、シングルエンド動作にはユニポーラ・モードを使う
表1.LTC2306のチャネル構成
O/S
0
1
IN+
+
–
IN–
–
+
表2.LTC2302のチャネル構成
LTC2302/LTC2306
1423026fa
アプリケーション情報
図2b. 大きなフィルタ容量のためのアナログ 入力の等価回路図2a. アナログ入力の等価回路
入力には、収集モードでサンプル・ホールド・コンデンサを充電するとき小さな電流スパイクが1つ流れるだけです。変換モードでは、アナログ入力に小さなリーク電流が流れるだけです。ドライブ回路のソース・インピーダンスが低い場合、ADC
の入力を直接ドライブすることができます。そうでなければ、インピーダンスが高いソースの場合、収集時間を長くする必要があります。
リファレンス全性能を保証するには、低ノイズの安定したリファレンスが必要です。ほとんどのアプリケーションではLT®1790およびLT6660が適当です。LT6660は2.5V、3V、3.3Vおよび5Vのバージョンがあり、LT1790は1.25V、2.048V、2.5V、3V、3.3V、4.096Vおよび5Vのバージョンがあります。入力ノイズが並外れて低いので、リファレンス電圧を変えることにより、アプリケーションに合わせて入力レンジを最適化することができます。VREF入力は0.1μFのコンデンサに並列接続した10μFのコンデンサでデカップリングする必要がありますので、リファレンス電圧を与えるデバイスが容量性負荷で安定であることを検証します。
電圧リファレンスが5Vで5mAを供給できれば、VREFとVDDの両方に使うことができます。VDDはクリーンなアナログ電源に接続する必要があり、静かな5Vリファレンス電圧はこの目的に便利な電源になります。
入力のフィルタリング入力のアンプと他の回路のノイズと歪みがADCのノイズと歪みに加わるので、それらについて考慮する必要があります。し
たがって、ノイズの多い入力回路はアナログ入力の前でフィルタしてノイズを最小に抑える必要があります。多くのアプリケーションでは簡単な1ポールのRCフィルタで十分です。
LTC2302/LTC2306のアナログ入力は、図2aに示されているように、100Ωの抵抗(RON)に直列に接続された55pFのコンデンサ(CIN)としてモデル化することができます。CINは変換毎に1度だけ、選択された入力に切り替えられます。フィルタのRC時定数が大きいと、入力のセトリングが遅くなります。DC精度が重要ならば、全体のRC時定数が十分短くて、アナログ入力が収集時間(tACQ)内に12ビットの分解能まで完全にセトリングすることが重要です。
大きなCFILTER値(たとえば1μF)のフィルタを使うとき、入力は完全にはセトリングせず、容量性入力のスイッチング電流は正味DC電流(IDC)に平均化されます。この場合、図2bに示されているように、理想電圧源(VREF/2)に直列に接続された等価抵抗REQ = 1/(fSMPL • CIN)によってアナログ入力をモデル化することができます。すると、DC電流の大きさはおよそIDC = (VIN
-VREF/2)/REQとなり、VINにほぼ比例します。抵抗RFILTER両端の大きなDC電圧降下を防ぐため、小さな抵抗と大きなコンデンサのフィルタを選択します。2μsの最小サイクル時間で動作しているとき、入力電流はVIN = 5Vで106μAに等しく、これは、4.7Ωのフィルタ抵抗(RFILTER)を使っているとき、0.5LSB
のフルスケール誤差に相当します。もっと低いサンプリング・レートを必要とするアプリケーションでは、同じ大きさのフルスケール誤差に対してもっと大きなフィルタ抵抗を許容することができます。
CIN55pF
RON100ΩRSOURCE
VIN
LTC2302LTC2306INPUT
(CH0, CH1IN+, IN–)
C1
23026 F02a
REQ1/(fSMPL • CIN)
VREF/2
RFILTERIDC
VIN
LTC2302LTC2306
INPUT(CH0, CH1IN+, IN–)
CFILTER
23026 F02b
+–
LTC2302/LTC2306
1523026fa
アプリケーション情報
図3a. シングルエンド入力のためのオプションのRC入力フィルタ
図3b. 差動入力のためのオプションのRC入力フィルタ
図4. 1kHz正弦波の8192ポイントのFFTプロット(LTC2306)
図3aと図3bはシングルエンド入力と差動入力の入力フィルタリングのそれぞれの例を示しています。図3aのシングルエンドの場合、図1に示されている50Ωのソース抵抗とグランドに接続した2000pFの入力コンデンサにより入力の帯域幅が1.6MHz
に制限されます。これらの部品は歪みを大きくする可能性がありますので、RCフィルタには高品質のコンデンサと抵抗を使ってください。NPOやシルバーマイカ・タイプの誘電体コンデンサはすぐれた直線性を備えています。表面実装カーボン抵抗は自己発熱や半田工程で生じる損傷により歪みを生じることがあります。表面実装金属皮膜抵抗は両方の問題に対してはるかに耐性があります。
ダイナミック性能定格スループットでのADCの周波数応答、歪みおよびノイズをテストするにはFFT(高速フーリエ変換)のテスト方法が使われます。低歪みの正弦波を与えてそのデジタル出力をFFTアルゴリズムを用いて解析することにより、基本波の外側の周波数に関してADCのスペクトルの内容を調べることができます。
信号と雑音+歪み比(SINAD)信号と雑音+歪み比(SINAD)は、基本入力周波数のRMS振幅とADCの出力の他のすべての周波数成分のRMS振幅の比です。出力はDCより高くサンプリング周波数の半分より低い周波数に帯域が制限されています。500kHzのサンプリング・レートと1kHzの入力での72.8dBの標準的SINADを図4に示します。LTC2302/LTC2306を使うと73.2dBのSNRを達成することができます。
23026 F03a
CH0, CH1
LTC2306
VREF
2000pF
10µF
0.1µF
0.1µF
50ΩANALOGINPUT
LT1790A-4.096
VOUT
VIN
5V
1000pF
23026 F03b
CH0, IN+
CH1, IN–
LTC2302LTC2306
VREF
1000pF
1000pF
10µF 0.1µF
50Ω
50Ω
DIFFERENTIALANALOGINPUTS0.1µF
LT1790A-4.096
VOUT
VIN
5V
全高調波歪み(THD)全高調波歪み(THD)は入力信号の全高調波のRMS和の基本周波数に対する比です。帯域外高調波はDCとサンプリング周波数の半分(fSMPL/2)の間の周波数帯域でエイリアスを生じます。THDは次のように表されます。
THDV V V V
VN= + + +
20 22
32
42 2
1log
...
ここで、V1は基本波のRMS振幅で、V2~VNは2次~N次の高調波の振幅です。
FREQUENCY (kHz)0
–40
–20
0
200
23026 F04
–60
–80
50 100 150 250
–100
–120
–50
–30
–10
–70
–90
–110
–130–140
MAG
NITU
DE (d
B)
SNR = 73.2dBSINAD = 72.8dBTHD = –88.7dB
LTC2302/LTC2306
1623026fa
アプリケーション情報内部変換クロック 内部変換クロックは製造時に調整され、全動作温度範囲で標準変換時間(tCONV)が1.3μs、最大変換時間が1.6μsです。最小データ収集時間は240nsであり、500kspsのスループット・サンプリング・レートでテストされ、保証されています。
デジタル・インタフェースLTC2302/LTC2306は標準の4線式SPI互換のデジタル・インタフェースを介して通信します。CONVSTの立上りエッジにより変換が開始されます。変換終了後、CONVSTを”L”に引き下げて、シリアル出力(SDO)をイネーブルします。次いで、ADC
は、UNIビットの設定に基づいて、バイポーラ・モードで動作しているときは2の補数形式で、ユニポーラ・モードで動作しているときはストレート・バイナリ形式で、デジタル・データをシフトして出力します。
最良の性能を得るには、変換開始後40ns以内に(つまり、最初のビットが決定される前)または変換終了後40ns以内にCONVSTが“L”に戻るようにします。変換終了後にCONVST
が“L”になると、変換終了時にMSBビットがSDOに現れ、ADC
はパワーアップした状態に保たれます。
タイミングと制御変換開始はCONVSTの立上りエッジでトリガされます。一度開始されると現在の変換が完了するまで新しい変換を開始することはできません。CONVSTパルスの2つの異なった例のタイミング図を図6と図7に示します。例1(図6)は、変換終了後に”H”に留まっているCONVSTを示しています。tCONVの時間が経過した後、CONVSTが“H”であると、LTC2302/LTC2306
はスリープ・モードに入ります(詳細については「スリープ・モード」を参照)。
CONVSTが”L”に戻るとADCは覚醒し、シリアル・データ・バスがイネーブルされた後、SDOの出力データ・シーケンスの最上位ビット(MSB)が有効になります。SDOからの他の全てのデータはSCKの各パルスの立下りエッジで遷移します。構成設定データ(DIN)は、CONVSTが”L”に戻った後、最初のSCK
の立上りエッジでSDIからLTC2302/LTC2306にロードされ始めます。S/DビットがSCKの最初の立上りエッジでロードされます。
例2(図7)は、変換終了前に“L”に戻るCONVSTを示しています。このモードでは、ADCと全ての内部回路はパワーアップした状態に留まります。変換が完了すると、データ・バスがイネーブルされた後、SDOの出力データ・シーケンスのMSBが有効になります。この時点で(CONVSTの立上りエッジからtCONV
後、つまり1.3μs後)、SCKにパルスを与えるとデータがSDO
からシフトされて出力され、構成設定データ(DIN)がSDIからLTC2302/LTC2306にロードされます。SCKの最初の立上りエッジでS/Dビットがロードされます。SDOはSCKの各パルスの立下りエッジで遷移します。
図8と図9はバイポーラ・モードとユニポーラ・モードの伝達特性です。データは、バイポーラの測定値は2の補数形式で、またはユニポーラの測定値はストレート・バイナリ形式で、SDOから出力されます。
スリープ・モード変換完了後(tCONV)、CONVSTが“H”に保たれるとADCはスリープ・モードに入ります。変換と変換の間のスリープ・モードでは電源電流が7μAに減少するので、サンプル・レートが減少するにつれ平均電力損失が減少します。たとえば、1kspsのサンプリング・レートでは、LTC2302/LTC2306に平均14μA流れます。スリープ・モードのとき、LTC2302/LTC2306は全ての回路をパワーダウンします。
基板のレイアウトとバイパス最良の性能を得るには、切れ目の無いグランド・プレーンを備えたプリント回路基板が必要です。プリント回路基板のレイアウトでは、デジタル信号ラインとアナログ信号ラインをできるだけ離します。どのデジタル信号もアナログ信号の脇に沿って配置しないように注意します。全てのアナログ入力をGNDでシールドします。VREFとVDDはできるだけピンの近くでグランド・プレーンにバイパスします。これらのバイパス・コンデンサの共通リターンのために低インピーダンスの経路を維持することが、ADCの低ノイズ動作には不可欠です。これらのトレースはできるだけ幅を広くします。推奨レイアウトについては図5を参照してください。
LTC2302/LTC2306
1723026fa
アプリケーション情報
図5. 推奨レイアウト
図6. 長いCONVSTパルスによるLTC2302/LTC2306のタイミング
UNIO/SS/D
B11 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0
tCONVCONVST
SCK
SDI
SDOHi-ZHi-Z
23026 F06
MSB LSB
tACQ
tWLCONVST
tCYC
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
LTC2302の場合、S/Dビットはドントケア(X)
SLEEP
VDD, BYPASS0.1µF||10µF, 0603
入力フィルタ・コンデンサ
OVDD, BYPASS0.1µF, 0603
23026 F05
VREF, BYPASS0.1µF||10µF 0603
切れ目の無いグランド・プレーン
LTC2302/LTC2306
1823026fa
アプリケーション情報
図7. 短いCONVSTパルスによるLTC2302/LTC2306のタイミング
LTC2302の場合、S/Dビットはドントケア(X)
UNIO/SS/D
B11 B10 B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0
tCONV
CONVST
SCK
SDI
SDOHi-ZHi-Z
23026 F07
MSB LSB
tACQ
tHCONVST
tCYC
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
tWHCONV
図8. LTC2302/LTC2306のバイポーラ伝達特性(2の補数) 図9. LTC2302/LTC2306のユニポーラ伝達特性(ストレート・バイナリ)
INPUT VOLTAGE (V)
0V
OUTP
UT C
ODE
(TW
O’S
COM
PLEM
ENT)
–1 LSB
23026 F08
011...111
011...110
000...001
000...000
100...000
100...001
111...110
1LSB
BIPOLARZERO
111...111
FS/2 – 1LSB–FS/2
FS = 4.096V1LSB = FS/2N
1LSB = 1mV
INPUT VOLTAGE (V)
OUTP
UT C
ODE
20026 F09
111...111
111...110
100...001
100...000
000...000
000...001
011...110
011...111
FS – 1LSB0V
UNIPOLARZERO
FS = 4.096V1LSB = FS/2N
1LSB = 1mV
LTC2302/LTC2306
1923026fa
リニアテクノロジー・コーポレーションがここで提供する情報は正確かつ信頼できるものと考えておりますが、その使用に関する責務は一切負いません。また、ここに記載された回路結線と既存特許とのいかなる関連についても一切関知いたしません。なお、日本語の資料はあくまでも参考資料です。訂正、変更、改版に追従していない場合があります。最終的な確認は必ず最新の英語版データシートでお願いいたします。
パッケージ寸法DDパッケージ
10ピン・プラスチックDFN (3mm×3mm) (Reference LTC DWG # 05-08-1699)
3.00 ±0.10(4 SIDES)
注記: 1. 図はJEDECパッケージ・アウトラインMO-229のバリエーション(WEED-2)になる予定。 バリエーションの指定の現状についてはLTCのWebサイトのデータシートを参照2. 図は実寸とは異なる3. すべての寸法はミリメートル4. パッケージ底面の露出パッドの寸法にはモールドのバリを含まない。 モールドのバリは(もしあれば)各サイドで0.15mmを超えないこと5. 露出パッドは半田メッキとする6. 網掛けの部分はパッケージのトップとボトムのピン1の位置の参考に過ぎない
0.38 ± 0.10
露出パッドの底面
1.65 ± 0.10(2 SIDES)
0.75 ±0.05
R = 0.115TYP
2.38 ±0.10(2 SIDES)
15
106
ピン1のトップ・マーキング(NOTE 6を参照)
0.200 REF
0.00 – 0.05
(DD) DFN 1103
0.25 ± 0.05
2.38 ±0.05(2 SIDES)
推奨する半田パッドのピッチと寸法
1.65 ±0.05(2 SIDES)2.15 ±0.05
0.50BSC
0.675 ±0.05
3.50 ±0.05
パッケージの外形
0.25 ± 0.050.50 BSC
LTC2302/LTC2306
2023026fa
LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2008
LT0908 REV A • PRINTED IN JAPANリニアテクノロジー株式会社〒102-0094 東京都千代田区紀尾井町3-6紀尾井町パークビル8FTEL 03-5226-7291l FAX 03-5226-0268 l www.linear-tech.co.jp
標準的応用例RF正弦波発生器を使ったテストを可能にするクロックの方形波生成/レベルシフト回路、
低ジッタのクロック・タイミングを保つ変換タイミング調整フリップ・フロップ
SDI
SDO
SCK
CONVST
SERIALPORT
ANALOGINPUTMUX
CH0 (IN+)
CH1 (IN–)
VREF
変換イネーブル
マスタ・クロック
RF信号発生器または他の
低ジッタのソース
VCC
0.1µF
NC7SVU04P5X
LTC2302LTC2306
VDD OVDD
GND
MASTERCLOCK
CONVERTENABLE JITTER
0.1µF
12-BIT500ksps
ADC
+–
10µF0.1µF
1k
10µF 0.1µF
Q DPRE
VCC
NL17SZ74
CONTROLLOGIC
(FPGA, CPLD,DSP, ETC.)
Q CLR
1k
23026 TA02
50Ω
CONVST
DATA TRANSFER
関連製品製品番号 説明 注釈LTC1417 14ビット、400kspsシリアルADC 20mW、ユニポーラまたはバイポーラ、内蔵リファレンス、
SSOP-16パッケージ LTC1468/LT1469 シングル/デュアルの90MHz、22V/μs、
16ビット精度のオペアンプ低入力オフセット:75μV/125μV
LTC1609 16ビット、200kspsシリアルADC 65mW、構成設定可能なバイポーラとユニポーラの 入力範囲、5V電源
LTC1790 マイクロパワー低ドロップアウト・リファレンス 60μAの電源電流、10ppm/℃、SOT-23パッケージ
LTC1850/LTC1851 10ビット/12ビット、8チャネル、1.25Msps ADC パラレル出力、プログラム可能なMUXとシーケンサ、5V電源LTC1852/LTC1853 10ビット/12ビット、8チャネル、400ksps ADC パラレル出力、プログラム可能なMUXとシーケンサ、3V電源
または5V電源LTC1860/LTC1861 12ビット、1チャネル/2チャネル、MSOPの250ksps ADC 250kspsで850μA、1kspsで2μA、SO-8パッケージとMSOPパッケージ
LTC1860L/LTC1861L 3V、12ビット、1チャネル/2チャネル、150ksps ADC 150kspsで450μA、1kspsで10μA、SO-8パッケージとMSOPパッケージLTC1863/LTC1867 12/16ビット、8チャネル、200ksps ADC 6.5mW、ユニポーラまたはバイポーラ、内蔵リファレンス、
SSOP-16パッケージLTC1863L/LTC1867L 3V、12/16ビット、8チャネル、175ksps ADC 2mW、ユニポーラまたはバイポーラ、内蔵リファレンス、
SSOP-16パッケージLTC1864/LTC1865 16ビット、1チャネル/2チャネル、MSOPの250ksps ADC 250kspsで850μA、1kspsで2μA、SO-8パッケージとMSOPパッケージ
LTC1864L/LTC1865L 3V、16ビット、1チャネル/2チャネル、MSOPの150ksps ADC 150kspsで450μA、1kspsで10μA、SO-8パッケージとMSOPパッケージLTC2308 12ビット、8チャネル、500ksps ADC 5V、内蔵リファレンス、4mm×4mm QFNパッケージ