Microchip Technology ARD00342 Data Sheet

Page of 62
© 2011 Microchip Technology Inc.
DS22192D-page 29
MCP3901
5.7
Voltage Reference
5.7.1
INTERNAL VOLTAGE REFERENCE
The MCP3901 contains an internal voltage reference
source, specially designed to minimize drift over
temperature. In order to enable the internal voltage
reference, the VREFEXT bit in the Configuration
register must be set to ‘0’ (Default mode). This internal
V
REF
 supplies reference voltage to both channels. The
typical value of this voltage reference is 2.37V ±2%.
The internal reference has a very low typical
temperature coefficient of ±12 ppm/°C, allowing the
output codes to have minimal variation with respect to
temperature, since they are proportional to (1/V
REF
).
The noise of the internal voltage reference is low
enough not to significantly degrade the SNR of the
ADC if compared to a precision, external low noise
voltage reference.
The output pin for the internal voltage reference is
REFIN+/OUT.
When the internal voltage reference is enabled, the
REFIN- pin should always be connected to AGND.
For optimal ADC accuracy, appropriate bypass
capacitors should be placed between REFIN+/OUT
and AGND. Decoupling at the sampling frequency,
around 1 MHz, is important for any noise around this
frequency will be aliased back into the conversion data
(0.1 µF ceramic and 10 µF tantalum capacitors are
recommended).
These bypass capacitors are not mandatory for correct
ADC operation, but removing these capacitors may
degrade the accuracy of the ADC. The bypass
capacitors also help the applications where the voltage
reference output is connected to other circuits. In this
case, additional buffering may be needed as the output
drive capability of this output is low.
5.7.2
DIFFERENTIAL EXTERNAL 
VOLTAGE INPUTS
When the VREFEXT bit is high, the two reference pins
(REFIN+/OUT, REFIN-) become a differential voltage
reference input. The voltage at the REFIN+/OUT pin is
noted as V
REF
+ and the voltage at the REFIN- pin is
noted as V
REF
-. The differential voltage input value is
given by the following equation:
EQUATION 5-4:
The specified V
REF
 range is from 2.2V to 2.6V. The
REFIN- pin voltage (V
REF
-) should be limited to ±0.3V.
Typically, for single-ended reference applications, the
REFIN- pin should be directly connected to AGND.
TABLE 5-6:
OSR = 64 OUTPUT CODE EXAMPLES
ADC Output code (MSB First)
Hexadecimal
Decimal
20-Bit Resolution
0 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
0 0 0 0
0x7FFFF0
+ 524, 287
0 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 0
0 0 0 0
0x7FFFE0
+ 524, 286
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
 0x000000
 0
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
0 0 0 0
0xFFFFF0
-1
1 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 1
0 0 0 0
0x800010
- 524,287
1 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0x800000
- 524, 288
TABLE 5-7:
OSR = 32 OUTPUT CODE EXAMPLES
ADC Output code (MSB First)
Hexadecimal
Decimal
17-Bit Resolution
0 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 0 0 0
0 0 0 0
0x7FFF80
+ 65, 535
0 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
0 0 0 0
0 0 0 0
0x7FFF00
+ 65, 534
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
 0x000000
 0
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 0 0 0
0 0 0 0
0xFFFF80
-1
1 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
1 0 0 0
0 0 0 0
0x800080
- 65,535
1 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0x800000
- 65, 536
V
REF 
= V
REF
+ – V
REF
-