
4 主要參數(shù)
為了能充分發(fā)揮MAX1403的性能和正確使用它,必須對推薦參數(shù)和極限參數(shù)有一個定量的了解,現(xiàn)將主要參數(shù)說明如下:
4.1 工作參數(shù)
MAX1403的推薦工作參數(shù)如下:
●模擬電源電壓(V+):2.7V~3.6V;
●數(shù)字電源電壓(VDD):2.7V~3.6V;
●參考電壓:1.25V;
●時鐘頻率:2.4576MHz;
●無漏碼精度:16位;
●模擬輸入電壓:(VAGND-30mV)~(V++30mV);
●數(shù)字輸入電壓:0.4V~2V;
●數(shù)字輸出電壓:0.4V~(VDD-0.3V);
●工作溫度:
MAX1403CA1:0~+70℃;
MAX1403EA1:-40~+85℃;
●功耗:2~22mW;
4.2 極限參數(shù)
下面是MAX1403 ADC芯片的極限參數(shù)。
●模擬電源電壓(V+):-0.3V~+6V;
●數(shù)字電源電壓(VDD):-0.3V~+6V;
●模擬地與數(shù)字地間的電壓:-0.3V~+0.3V;
●模擬輸入電壓:-0.3V~(V++0.3V);
●模擬輸出電壓:-0.3V~(V++0.3V);
●參考電壓:-0.3V~(V++0.3V);
●所有數(shù)字輸出電壓:-0.3V~(VDD+0.3V);
●所有其它數(shù)字輸入電壓:-0.3V~+6V;
●時鐘輸入和時鐘輸出電壓:-0.3V~(VDD+0.3V);
●功耗:50mW。
5 應(yīng)用電路
由于MAX1403具有多種功能,所以在各種寬動態(tài)范圍(電子稱和壓力傳感器)和串行接口的單片機系統(tǒng)中頗受歡迎,下面給出幾個主要的應(yīng)用電路。
5.1 RTD應(yīng)用電路
由MAX1403 和少量外圍元件組成的3線RTD實用線路如圖3所示。圖中的兩個電流源(200μA)是經(jīng)過嚴(yán)格匹配的,其目的是為了補償3線RTD線路中的誤差。在3線 RTD電路中,如果只作用一個電流源,那么引線電阻將會對系統(tǒng)產(chǎn)生誤差,此時200μA電流通過RL1將產(chǎn)生一個誤差電壓并加到PGA的兩上輸入端(AIN1和AIN2)。如果再使用另一個大小和前一個電流源大小相等的電流源。那么該電流源在RL2也將產(chǎn)生一個誤差電壓,其大小和RL1的誤差電壓大小相同,方向相反,從而可保證AIN1和AIN2輸入端的誤差電壓為零,即不受引線電阻的影響。圖3中的參考電壓是由一個電流源(200μA)在 12.5kΩ電阻的壓降提供的,這樣設(shè)置能保證ADC獲得更精確的比率結(jié)果。
4線RTD應(yīng)用電路如圖4所示。
該圖與3線RTD線路唯一的區(qū)別是測量輸入端AIN1和AIN2沒有引線電阻產(chǎn)生的誤差電壓。電流源OUT1能夠給RTD提供一個激勵電流,而電流源 OUT2提供的電流,在電阻RREF可產(chǎn)生一個參考電壓供調(diào)制器使用。在4線RTD應(yīng)用電路中,模擬輸入電壓里的RTD溫度誤差是由于RTD電流源溫漂產(chǎn)生的,它可以利用改變參考電壓的方式進行補償,從而使輸入端AIN1和AIN2的誤差電壓達到零。
5.2 與單片機的接口電路
由MAX1403 和單片機68HC11組成的接口實際線路如圖5所示。從圖5中可以看出,該接口電路非常簡單,是花綱單片機I/O口較少的一種。當(dāng)單片機具有一個硬件 SPI(串行外設(shè)接口)時,就能使用三線接口,并與MAX1403直接相連。SPI硬件在SCLK上產(chǎn)生8個脈沖就能在一個引腳上移入數(shù)據(jù),而在另一個引腳上移出數(shù)據(jù)。
為了獲得最佳效果,可使用一個硬件中斷來監(jiān)視INT引腳和采集新數(shù)據(jù)(硬件中斷有效時)。如果硬件中斷無效或中斷執(zhí)行時間比選擇轉(zhuǎn)換速率時間長,可使用SYNC位來防止測量時從數(shù)據(jù)輸出寄存器中讀出數(shù)據(jù)。
MAX1403 的另一種接口電路如圖6所示。從圖中看出,該接口電路所耗費的單片機I/O口更少,線路更簡潔。全體單片機的I/O引腳均可與MAX1403接口。如果一個雙向中開漏I/O引腳有效,即可把DOUT和DIN相連,從而進一步降低接口引腳數(shù)。要使用MAX1403三線接口,圖中CS引腳必須接地。
5.3 4~20mA變送器
由MAX1403 和μC/μP及DAC等電路組成的4~20mA變送器如圖7所示。這是一種低電壓、單電源供電、易與光耦合器接口的變送器,其性能非常良好。變送器從 4~20mA環(huán)路中得到功率(能量),從而使變送器電路的電流被限制在4mA。如果把環(huán)路電流的容限進一步限制在3.5mA,那么變送器仍然可將環(huán)路電流保持在3.25mA,因為MAX1403本身消耗電流為250μA(0.25mA)。
6 印刷電路板和元件裝接中的問題
為了使ADC獲得最佳的性能,必須使用模擬地和數(shù)字地分開的印刷電路板。在印刷電路板的設(shè)計中,特別要注意地線的布置。通常把模擬地和數(shù)字地獨立設(shè)置在各自電路中,然后把模擬地和連到一點(星號標(biāo)志)。如果系統(tǒng)中只有一片MAX1403,那么可把該片的AGND和DGND引腳一起連到地平面;如果系統(tǒng)中有多片MAX1403,那么可把多塊芯片的AGND和DGND引腳相連,爾后連到一個公共點,而這個公共點應(yīng)盡量靠近MAX1403的星形地。
由于MAX1403是高分辨率的ADC,因而電源的耦合電路尤為重要。因此在印制電路板設(shè)計時,應(yīng)對所有的模擬電源輸入都加一級去耦電路,即用10μF鋰電容和0.1μF陶瓷電容并聯(lián)到地。而這些卻耦電路的元件應(yīng)盡可能靠近芯片的電源引腳,這樣才能獲得更好的去耦效果和消除因引線過線而帶來的干擾。





