خصائص الأداء وتحليل مثال التطبيق للمحول التسلسلي التناظري إلى الرقمي M.

Max144max هو محول تناظري رقمي جديد ثنائي القناة 12 بت تم إنتاجه بواسطة شركة Maxim في الولايات المتحدة. لها وظائف الإغلاق التلقائي والاستيقاظ السريع ، وهي مدمجة داخليًا مع دائرة الساعة ودائرة العينة / الانتظار ؛ في نفس الوقت ، لديها مزايا معدل التحويل العالي واستهلاك الطاقة المنخفض. إنها مناسبة بشكل خاص للأجهزة الذكية التي تعمل بالبطاريات ولها متطلبات عالية من حيث الحجم والدقة. الميزات الرئيسية لـ max144 هي كما يلي:

نطاق جهد إمداد الطاقة الأحادي 2.7 5.25 فولت ؛

مع قناتين إدخال إشارة تناظرية CH0 و ch1؟ نطاق جهد الإشارة التناظرية هو 0 VREF ؛

تردد أخذ العينات يصل إلى 108 kps ؛

انخفاض استهلاك الطاقة. عندما يكون VDD 3.6V ويصل تردد أخذ العينات إلى أقصى قيمة 108ksps ، يكون استهلاك الطاقة 3.2 ميجاوات فقط ؛

واجهة تسلسلية متوافقة مع SPI / QSPI / microwire.

2. دبوس وظيفة

يعتمد Max144 حزمة DIP8 ، ووظائف الدبوس الخاصة به هي كما يلي:

VDD: محطة طاقة موجبة ، 2.7 5.25 فولت ؛

CH0 / ch1: قناة إدخال إشارة تناظرية ؛

GND: أرضي تناظرية / أرضية رقمية ؛

المرجع: إدخال جهد مرجعي خارجي ، يستخدم كجهد مرجعي للتحويل التناظري إلى الرقمي ؛

CS / SHDN: هذا الدبوس عند مستوى منخفض وهو إدخال اختيار رقاقة ؛ إنه ذو مستوى عالٍ ، وهو عبارة عن إدخال وضع خفض الطاقة ؛

Dout: محطة إخراج البيانات التسلسلية ؛

SCLK: مدخلات الساعة التسلسلية.

3. تعليمات للاستخدام

3.1 إدخال إشارة تناظرية

يمكن توصيل قناتي الإدخال التناظري CH0 و ch1 بحد أقصى 144 بمصدرين مختلفين للإشارة. بعد إعادة التشغيل ، سيقوم max144 تلقائيًا بتحويل a / D الإشارة التناظرية لقناة CH0 ، والتبديل تلقائيًا إلى قناة ch1 بعد التحويل ، وتحويل a / D الإشارة التناظرية لقناة ch1 ، ثم التبديل والتحويل بين قنوات CH0 و ch1 بالتناوب . قناة بت إشارة chid الموجودة في بيانات الإخراج؟ يتم استخدامه لتحديد القناة التي يتم تحويل البيانات إليها. إذا كانت هناك إشارة تناظرية واحدة فقط ، فيمكن توصيل CH0 و ch1 معًا كقناة إدخال ، لكن بيانات الإخراج لا تزال تحتوي على بتة إشارة القناة.

يحتوي Max144 على دائرة حماية المدخلات التناظرية بالداخل ، لذلك يُسمح لإشارة الإدخال بالتغيير من GND 300mV إلى VDD 300mV. إذا كانت دقة التحويل المطلوبة عالية ، يجب ألا تكون إشارة الدخل أكبر من VDD 50mV؟ ولا تقل عن GND 50mV.

3.2 وضع الساعة وتسلسل العمل

يمكن أن يؤدي تعيين CS / SHDN إلى مستوى منخفض إلى بدء عملية تحويل A / D. عند الحافة المتساقطة لـ CS / SHDN ، ستدخل دائرة العينة / الانتظار الداخلية في وضع أخذ العينات. في هذا الوقت ، إذا كان SCLK عالي المستوى ، فحدد وضع الساعة الداخلية ؛ إذا كان المستوى منخفضًا ، فحدد وضع الساعة الخارجية. التين. يوضح الشكل 2 مخطط توقيت لأوضاع الساعة الداخلية والخارجية. عندما يكون تردد الساعة التسلسلية أقل من 100 كيلو هرتز أو أكبر من 2.17 ميجا هرتز ، يجب تحديد وضع الساعة الداخلية. عند العمل في وضع الساعة الخارجية ، نظرًا لأن الساعة الخارجية لا تنقل البيانات فحسب ، بل تدفع أيضًا التحويل التناظري إلى الرقمي ، يجب أن يكون تحويل A / D عند 140 S ، وإلا فإن الجهد على المكثف في العينة / الانتظار قد تقلل الدائرة من دقة نتيجة التحويل. بعد التحويل ، يتم إغلاق دائرة التذبذب الداخلية وتتغير النبتة إلى مستوى عالٍ. في هذا الوقت ، يمكن قراءة بيانات التحويل.

3.3 شكل بيانات الإخراج

يوضح الجدول 1 تنسيقات بيانات الإخراج التسلسلي في أوضاع الساعة الداخلية والخارجية. يمكن أن نرى من الجدول 1 أن تنسيق إخراج البيانات التسلسلية مرتفع في المقدمة ومنخفض في الخلف. يلزم ما لا يقل عن 16 دورة ساعة لقراءة البيانات المحولة. تكون البتات الثلاث الأولى دائمًا عالية المستوى (يتم تضمين بت EOC أيضًا في وضع الساعة الداخلية). البتة الرابعة هي بتة علم القناة chid. يشير Chid = 0 إلى قناة CH0 ، أي أنه يتم تحويل البيانات من قناة CH0 ؛ يشير Chid = 1 إلى قناة ch1 ، أي أنه يتم تحويل البيانات من قناة ch1 ؛ التالي هو بيانات تحويل 12 بت a / D ، والبت الأكثر أهمية في المقدمة ، ويتم نقل كل جزء من البيانات عند الحافة الصاعدة لـ SCLK ؛ بعد التحويل ، يتغير CS / SHDN إلى مستوى عالٍ ، وتكون dout في حالة مقاومة عالية.

تنسيق إخراج بيانات الجدول 1 بحد أقصى14

4. تطبيق max144 في ضبط المستوى

التين. 3 هو مثال للتطبيق الناجح لـ max144 لضبط المستوى. يحتوي منظم المستوى على إشارتين تناظريتين ، والتي يجب تحويلهما بالتناوب ، ويتم ضبط الإشارات المتناوبة في اتجاهين أفقيًا وفقًا لنتائج التحويل. Max144 يمكنه فقط تلبية هذا المطلب. يتم تضخيم الإشارة التناظرية وتصفيتها وتوصيلها بمنافذ CH0 و ch1 بحد أقصى 144.

منذ نطاق الجهد إشارة التناظرية هو 0 2.0V؟ لذلك ، يمكن ضبط الجهد المرجعي لـ max144 على 2.048v؟ يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين دقة التحويل وتسهيل المعالجة اللاحقة للبيانات المحولة. يمكن توفير الجهد المرجعي البالغ 2.048 فولت بواسطة المرجع 191. الواجهة بين max144 و MCU بسيطة للغاية. هناك حاجة لثلاثة خطوط إدخال / إخراج فقط. الدائرة تتبنى وضع الساعة الداخلية. تقوم وحدة MCU بإنشاء ساعة تسلسلية من خلال البرمجة وتقرأ البيانات وفقًا للتوقيت. الروتين الفرعي للتحويل a / D كما يلي:

يمكن تخزين البيانات المحولة (16 بت) في r3r2. يمكن تمييز قناتي CH0 و ch1 عن طريق chid بتات العلم ، ومن ثم يمكن الحصول على بيانات تحويل A / D الفعلية بإخفاء 4 بتات العلوية.

نظرًا لأن إشارة الإدخال تحتوي عمومًا على ضوضاء وتداخلات مختلفة ، من أجل الحصول على بيانات تحويل دقيقة ، يجب توصيل إشارة الإدخال في سلسلة بمقاوم 470 ومكثف تجاوز مقاوم 0.01 F لإضعاف ضوضاء الساعة الناتجة عن مرشح المكثف المحول. يمكن استخدام برنامج التصفية الرقمية في البرمجة ، مثل الترشيح الوسيط ، متوسط ​​التصفية ، إلخ. عند تصميم لوحة الدائرة ، يجب أن يكون مسار إدخال الإشارة التناظرية أقصر ما يمكن ، ويجب توصيل الإشارة التناظرية والإشارة الرقمية بشكل منفصل ؛ يجب أيضًا عزل الأرض التناظرية والأرض الرقمية ودائرة قصيرة بالقرب من السلك الأرضي بحد أقصى 144 ؛ سوف تؤثر الضوضاء عالية التردد الناتجة عن مصدر الطاقة الإيجابي VDD أيضًا على دقة التحويل. لذلك ، يمكن استخدام شبكتين مكثفات تجاوز متوازية لتصفيته.

Max144 متوافق مع معايير الواجهة التسلسلية الأخرى (مثل SPI ، QSPI ، Microwire ، إلخ) ، ويمكن توصيله مباشرة بـ SPI؟ واجهات واجهة تسلسلية microwire مع المعالج الدقيق.