Эксплуатационные характеристики и анализ примера применения последовательного аналого-цифрового преобразователя M

Max144max — новый двухканальный 12-разрядный последовательный аналого-цифровой преобразователь производства компании Maxim в США. Он имеет функции автоматического выключения и быстрого пробуждения и внутренне интегрирован со схемой часов и схемой выборки/хранения; В то же время он имеет преимущества высокой скорости преобразования и низкого энергопотребления. Он особенно подходит для интеллектуальных инструментов, которые питаются от батареек и предъявляют высокие требования к громкости и точности. Основные особенности max144 заключаются в следующем.:

диапазон напряжения одиночного источника питания 2,7 5,25 В;

с двумя каналами ввода аналоговых сигналов CH0 и ch1? Диапазон напряжения аналогового сигнала равен 0 VREF;

частота дискретизации до 108kps;

Низкое энергопотребление. Когда VDD составляет 3,6 В, а частота дискретизации достигает максимального значения 108 тыс. с/с, потребляемая мощность составляет всего 3,2 мВт;

последовательный интерфейс, совместимый с SPI/QSPI/микропроводом.

2. Функция Pin

Max144 использует корпус DIP8, а его функции контактов следующие::

VDD: положительная клемма питания, 2,7–5,25 В;

CH0/ch1: канал ввода аналогового сигнала;

GND: аналоговая земля/цифровая земля;

Ref: вход внешнего опорного напряжения, используемый в качестве опорного напряжения аналого-цифрового преобразования;

CS/SHDN: этот контакт имеет низкий уровень и является входом выбора чипа; Это высокий уровень, и это вход режима отключения питания;

Dout: терминал вывода последовательных данных;

SCLK: последовательный вход часов.

3. Инструкции по использованию

3,1 аналоговый входной сигнал

Два аналоговых входных канала CH0 и ch1 max144 могут быть подключены к двум различным источникам сигнала. После сброса питания max144 автоматически преобразовывает аналоговый сигнал канала CH0 в аналого-цифровой, автоматически переключается на канал ch1 после преобразования и преобразовывает аналоговый сигнал канала ch1 в аналого-цифровой, а затем попеременно переключает и преобразует между каналами CH0 и ch1. . Бит флага канала, содержащийся в выходных данных? Он используется для определения канала, в который преобразуются данные. Если есть только один аналоговый сигнал, каналы CH0 и ch1 могут быть соединены вместе как входной канал, но выходные данные все еще содержат бит флага канала chid.

Max144 имеет внутри схему защиты аналогового входа, поэтому входной сигнал может изменяться с GND 300 мВ на VDD 300 мВ. Если требуемая точность преобразования высока, входной сигнал не должен превышать VDD 50 мВ? И не менее GND 50мВ.

3.2 режим часов и последовательность работы

Установка низкого уровня CS/SHDN может запустить процесс аналого-цифрового преобразования. По заднему фронту CS/SHDN внутренняя схема выборки/удержания перейдет в режим выборки. В это время, если SCLK находится на высоком уровне, выберите режим внутренних часов; Если уровень низкий, выберите режим внешних часов. Рис. 2 показана временная диаграмма режимов внутренней и внешней синхронизации. Когда последовательная тактовая частота меньше 100 кГц или больше 2,17 МГц, должен быть выбран режим внутренних часов. При работе в режиме внешних часов, поскольку внешние часы не только выводят данные, но и управляют аналого-цифровым преобразованием, аналого-цифровое преобразование должно быть на уровне 140 С, иначе напряжение на конденсаторе в выборке/удержании схема может снизить точность результата преобразования. После преобразования внутренний колебательный контур замыкается, и уровень dout переходит на высокий уровень. В это время данные преобразования могут быть прочитаны.

3,3 Формат выходных данных

В таблице 1 показаны форматы последовательных выходных данных в режимах внутренней и внешней синхронизации. Из таблицы 1 видно, что формат последовательного вывода данных высокий вперед и низкий сзади. Для чтения преобразованных данных требуется не менее 16 тактов. Первые три бита всегда имеют высокий уровень (бит EOC также включен в режим внутренних часов). Четвертый бит — это бит chid флага канала. Chid = 0 указывает канал CH0, то есть данные конвертируются из канала CH0; Chid = 1 указывает канал ch1, то есть данные преобразуются из канала ch1; Далее идут 12-битные данные аналого-цифрового преобразования, старший бит находится впереди, и каждый бит данных перемещается по нарастающему фронту SCLK; После преобразования CS/SHDN меняется на высокий уровень, а dout находится в состоянии высокого импеданса.

Таблица 1 Формат вывода данных макс.14

4. Применение max144 в регуляторе уровня

Рис. 3 — пример успешного применения max144 к регулятору уровня. Регулятор уровня имеет два аналоговых сигнала, которые необходимо поочередно преобразовывать, а сигналы, чередующиеся в двух направлениях, регулируются по горизонтали по результатам преобразования. Max144 может удовлетворить это требование. Аналоговый сигнал усиливается и фильтруется и подключается к портам CH0 и ch1 max144.

Поскольку диапазон напряжения аналогового сигнала составляет от 0 до 2,0 В? Таким образом, опорное напряжение max144 может быть установлено на уровне 2,048 В? Это может повысить точность преобразования и облегчить последующую обработку преобразованных данных. Опорное напряжение 2,048 В может быть предоставлено ref191. Интерфейс между max144 и MCU очень прост. Нужны только три линии ввода/вывода. Схема принимает режим внутренних часов. MCU генерирует последовательные часы посредством программирования и считывает данные в соответствии с синхронизацией. Его подпрограмма аналого-цифрового преобразования выглядит следующим образом.:

Преобразованные данные (16 бит) можно сохранить в r3r2. Каналы CH0 и ch1 можно отличить по флаговому биту chid, а затем фактические данные аналого-цифрового преобразования можно получить, маскируя старшие 4 бита.

Поскольку входной сигнал, как правило, содержит различные шумы и помехи, для получения точных данных преобразования входной сигнал следует соединить последовательно с резистором 470 и резистором 0,01 F обходного конденсатора, чтобы ослабить тактовый шум, создаваемый фильтром с переключаемым конденсатором. Программу цифровой фильтрации можно использовать в программировании, например, медианную фильтрацию, среднюю фильтрацию и т. д. При проектировании печатной платы путь ввода аналогового сигнала должен быть как можно короче, а аналоговый сигнал и цифровой сигнал должны быть подключены отдельно; Аналоговое и цифровое заземление также должны быть изолированы и замкнуты накоротко рядом с заземляющим проводом max144; Высокочастотный шум, вносимый положительным источником питания VDD, также влияет на точность преобразования. Поэтому для его фильтрации можно использовать две параллельные сети обходных конденсаторов.

Max144 совместим с другими стандартами последовательного интерфейса (такими как SPI? QSPI? Microwire и т. д.) и может быть напрямую подключен к SPI? Микропроводной последовательный интерфейс взаимодействует с микропроцессором.