A/D转换器MAX1338的特性及应用Characteristic and Application of A/D Converter MAX1338
发布时间:2007/8/24 0:00:00 访问次数:455
华中科技大学控制科学与工程系 陈 敏 魏 丰 李广宇
摘 要： MAX1338是一款4通道，多量程、软件可编程，精度为14位的同步采样模数转换器，本文介绍了此芯片的主要特点、内部结构和工作过程，同时给出了它在多通道数据采集系统中的应用电路。
关键词：MAX1338；同步采样；软件可编程；A/D转换器
主要特点
MAX1338是MAXIM公司生产的差分输入四通道、14位低功耗、多量程输入模数转换器。此器件需要独立的+5V数字和模拟电源；芯片的数字I/O驱动电路在+2.7V ~ +5.25V的电源下都能正常工作。MAX1338内部集成了一个5MHz时钟和一个2.5V参考电压源，同时也可以通过引脚外接1MHz ~ 6MHz的时钟或+2.0V ~ +3.0V参考电压。使用内部时钟，14位的并行总线提供采样速率具有最大每通道150ksps，四通道同时工作采样速率最大600ksps。芯片偏移误差为: 4LSB，增益误差为 0.1%FSR。MAX1338的四通道输入范围有 10V， 5V， 2.5V和 1.25V四种，若使用外部参考电压，差分输入范围可达 12V到 1.0V。四路输入通道容错能力都可达到 17V。MAX1338有两个起重要作用的激励保持模式：等待模式和省电模式。MAX1338的芯片规格是8mm 8mm 0.8mm，采用56管脚QFN封装，正常工作于 40 C ~ +85 C温度范围。
MAX1338可以胜任多通道数字记录、振动分析、电机控制（3相电压电流和功率测量）和光通信等多种工作。
引脚排列及说明
MAX1338芯片的引脚排列如图1所示。
图1 引脚排列(略)
（1）AVDD（1,7,9,17,19）：模拟电源输入，要求接入+4.75V ~ +5.25V范围的电源。
（2）AIN0+和AIN0-，AIN1+和AIN1-，AIN2+和AIN2-，AIN3+和AIN3-（2,3,4,5,10,11,12,13）：分别是通道0~3的差分模拟输入。
（3）AGND（6,8,14,16,18,20,28）：模拟地。
（4）INTCLK/EXTCLK （15）：时钟模式选择信号。
（5）D0-D13（29-42）：转换结果输出并口，其中D0-D7还作为片内配置寄存器的输入并口。
（6）DRVDD（43）：数字I/O电源输入，接入电源大小可为+2.7V~+5.25V 。
（7）EOC（45）：转换结束输出，低电平有效。EOC变低表示一次A/D转换结束。一个时钟周期后EOC恢复高电平。
（8）EOLC（46）：最后转换结束输出，低电平有效，EOLC变低表示最后一次A/D转换结束。当CONVST变低，下一次转换到来时， EOLC重返高电平。
（9）RD（47）：读信号输入，低电平有效。置RD＝0，读并行数据线的A/D转换结果。当RD或CS为高时，D0-D13处于高阻态。
（10）WR（48）：写信号输入，低电平有效。置WR＝0时，D0-D7数据写入配置寄存器。
（11）CS（49）：片选信号输入，低电平有效。
（12）CONVST（50）：转换开始输入。CONVST＝1时A/D转换开始，模拟输入信号在CONVST上升沿被采样。
（13）CLK（51）：外部时钟输入。CLK允许1MHz到6MHz外部时钟信号。CLK接入外部时钟信号时INTCLK/EXTCLK要置为低电平。内部时钟作用时，连接CLK和DGND，并将INTCLK/ EXTCLK置成高电平。
（14）STANDBY（52）：等待模式控制信号输入。STANDBY=1时设备部分掉电，但所有相关参考电路仍处于加电状态。
（15）SHDN（53）：省电模式控制信号输入。置SHDN=1，设备将处于完全省电状态。省电模式中，设备的所有电路都掉电，所有的参考电容都将放电。在开始数模转换前，允许1ms 的时间从省电状态唤醒芯片。
（16）DVDD（54）：数字电源输入，要求接入+ 4.75V ~ + 5.25V的电源。
（17）DGND（55，56）：数字地。
（18）DRGND（44）：驱动器地，用于为DRVDD输入滤波。
（19）REFADC（21）：ADC参考输入。
（20）REFP1，REFP2（22，23）：正极性差分参考端口1和2。REFP1到REFP2短接后，在AGND端接入0.1 F的旁路电容。
（21）REFN1，REFN2（26，27）：负极性差分参考端口1和2。REFN1到REFN2短接后，在AGND端接入0.1 F的旁路电容。
（22）COM1，COM2（24，25）：共模电压旁路端1和2。COM1和COM2短接后，COM1和COM2分别用1.0 F和0.1 F的旁路电容和AGND连接。
内部结构
简单工作流程
MAX1338的内部结构如图2所示。它由四个采样保持器(S/H)、一个四通道多路开关(MUX)、一个14位的A/D转换器、一片4 14SRAM、输出驱动器(OUTPUT DRIVERS)、一个配置寄存器(CONFIGURATION REGISTER)和接口控制部分(INTERFACE CONTROL)等组成。
图2 MAX1338内部结构方框图(略)
芯片工作过程首先是CONVST引脚
华中科技大学控制科学与工程系 陈 敏 魏 丰 李广宇
摘 要： MAX1338是一款4通道，多量程、软件可编程，精度为14位的同步采样模数转换器，本文介绍了此芯片的主要特点、内部结构和工作过程，同时给出了它在多通道数据采集系统中的应用电路。
关键词：MAX1338；同步采样；软件可编程；A/D转换器
主要特点
MAX1338是MAXIM公司生产的差分输入四通道、14位低功耗、多量程输入模数转换器。此器件需要独立的+5V数字和模拟电源；芯片的数字I/O驱动电路在+2.7V ~ +5.25V的电源下都能正常工作。MAX1338内部集成了一个5MHz时钟和一个2.5V参考电压源，同时也可以通过引脚外接1MHz ~ 6MHz的时钟或+2.0V ~ +3.0V参考电压。使用内部时钟，14位的并行总线提供采样速率具有最大每通道150ksps，四通道同时工作采样速率最大600ksps。芯片偏移误差为: 4LSB，增益误差为 0.1%FSR。MAX1338的四通道输入范围有 10V， 5V， 2.5V和 1.25V四种，若使用外部参考电压，差分输入范围可达 12V到 1.0V。四路输入通道容错能力都可达到 17V。MAX1338有两个起重要作用的激励保持模式：等待模式和省电模式。MAX1338的芯片规格是8mm 8mm 0.8mm，采用56管脚QFN封装，正常工作于 40 C ~ +85 C温度范围。
MAX1338可以胜任多通道数字记录、振动分析、电机控制（3相电压电流和功率测量）和光通信等多种工作。
引脚排列及说明
MAX1338芯片的引脚排列如图1所示。
图1 引脚排列(略)
（1）AVDD（1,7,9,17,19）：模拟电源输入，要求接入+4.75V ~ +5.25V范围的电源。
（2）AIN0+和AIN0-，AIN1+和AIN1-，AIN2+和AIN2-，AIN3+和AIN3-（2,3,4,5,10,11,12,13）：分别是通道0~3的差分模拟输入。
（3）AGND（6,8,14,16,18,20,28）：模拟地。
（4）INTCLK/EXTCLK （15）：时钟模式选择信号。
（5）D0-D13（29-42）：转换结果输出并口，其中D0-D7还作为片内配置寄存器的输入并口。
（6）DRVDD（43）：数字I/O电源输入，接入电源大小可为+2.7V~+5.25V 。
（7）EOC（45）：转换结束输出，低电平有效。EOC变低表示一次A/D转换结束。一个时钟周期后EOC恢复高电平。
（8）EOLC（46）：最后转换结束输出，低电平有效，EOLC变低表示最后一次A/D转换结束。当CONVST变低，下一次转换到来时， EOLC重返高电平。
（9）RD（47）：读信号输入，低电平有效。置RD＝0，读并行数据线的A/D转换结果。当RD或CS为高时，D0-D13处于高阻态。
（10）WR（48）：写信号输入，低电平有效。置WR＝0时，D0-D7数据写入配置寄存器。
（11）CS（49）：片选信号输入，低电平有效。
（12）CONVST（50）：转换开始输入。CONVST＝1时A/D转换开始，模拟输入信号在CONVST上升沿被采样。
（13）CLK（51）：外部时钟输入。CLK允许1MHz到6MHz外部时钟信号。CLK接入外部时钟信号时INTCLK/EXTCLK要置为低电平。内部时钟作用时，连接CLK和DGND，并将INTCLK/ EXTCLK置成高电平。
（14）STANDBY（52）：等待模式控制信号输入。STANDBY=1时设备部分掉电，但所有相关参考电路仍处于加电状态。
（15）SHDN（53）：省电模式控制信号输入。置SHDN=1，设备将处于完全省电状态。省电模式中，设备的所有电路都掉电，所有的参考电容都将放电。在开始数模转换前，允许1ms 的时间从省电状态唤醒芯片。
（16）DVDD（54）：数字电源输入，要求接入+ 4.75V ~ + 5.25V的电源。
（17）DGND（55，56）：数字地。
（18）DRGND（44）：驱动器地，用于为DRVDD输入滤波。
（19）REFADC（21）：ADC参考输入。
（20）REFP1，REFP2（22，23）：正极性差分参考端口1和2。REFP1到REFP2短接后，在AGND端接入0.1 F的旁路电容。
（21）REFN1，REFN2（26，27）：负极性差分参考端口1和2。REFN1到REFN2短接后，在AGND端接入0.1 F的旁路电容。
（22）COM1，COM2（24，25）：共模电压旁路端1和2。COM1和COM2短接后，COM1和COM2分别用1.0 F和0.1 F的旁路电容和AGND连接。
内部结构
简单工作流程
MAX1338的内部结构如图2所示。它由四个采样保持器(S/H)、一个四通道多路开关(MUX)、一个14位的A/D转换器、一片4 14SRAM、输出驱动器(OUTPUT DRIVERS)、一个配置寄存器(CONFIGURATION REGISTER)和接口控制部分(INTERFACE CONTROL)等组成。
图2 MAX1338内部结构方框图(略)
芯片工作过程首先是CONVST引脚
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