高速８位ADCsMAX155/MAX156的原理及应用
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增大字体摘要：MAX155/MAX156是美国MAXIM公司推出的一种高速、８位、多通道模数转换器（ADCｓ），该器件的每个通道均有自己的跟踪／保持电路，所有的跟踪／保持采样可同时进行。该芯片可广泛用于各种多路信号采集、Ａ／Ｄ转换驱动和信号测量电路。文中着重介绍了MAX155／MAX156的原理、结构和功能，并通过相关电路的比较说明了该芯片的优点，同时给出了一个关于MAX155／MAX156 的应用实例。
关键词：MAX155/MAX156；ADCs；跟踪／保持
美国ＭＡＸＩＭ公司推出的高速、８位、多通道模数转换器（ＡＤＣｓ）ＭＡＸ１５５和ＭＡＸ１５６分别有８个模拟输入通道和４个模拟输入通道，每个通道都带有自己的跟踪／保持电路，所有的跟踪保持采样可同时进行，因而可以减小各通道的采样时间差异。每个通道的转换时间为３．６μｓ，并能将结果存在内部的８×８ＲＡＭ中。在单电源＋５Ｖ供电时，ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６可工作于单极或双极性、单端或差分等形式的转换电路中。如果需要更宽的电压范围或正负双极性转换，芯片必须由±５Ｖ供电。ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６的另一个特性是具有２．５Ｖ的内部参考电压和电源关断功能，这样就提供了一个完善的数据采集系统。
图1
１ 芯片介绍
１．１ 芯片引脚定义
ＭＡＸ１５５采用２８脚ＤＩＰ和宽ＳＯ两种封装，ＭＡＸ１５６则采用２４脚窄塑料ＤＩＰ和２８脚宽ＳＯ封装，它们的引脚排列如图１所示。
１．２ 特点参数
ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６的主要特点和工作参数如下
●多输入通道 具有４个或８个同步跟踪保持采样输入通道；
●输入方式：具有单端、差分输入以及单极性或双极性输入方式；
●内部参考电压：２．５Ｖ；
●配置方式：混合输入配置；
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●转换时间：每通道３．６μｓ；
●线性误差 ±１ＬＳＢ最大；
●参考输入电压：２．５Ｖ典型；
●参考输出电压：２．５Ｖ典型；
●直流输入电阻：１０ＭΩ；
●外部时钟频率：０．５～５ＭＨｚ；
●电源供电方式单５Ｖ或双±５Ｖ供电；
●工作温度：０～＋７０℃。
２ 工作原理
２．１ 芯片结构图
ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６内部包含一个３．６μｓ的逐次逼近ＡＤＣ和８／４个跟踪保持输入端。当转换开始时所有的模拟输入端同时采样而且无论转换是否被选择，所有的通道都进行采样。ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６既可进行单通道也可进行多通道转换，且通道可以配置为混合输入。它们的转换结果被存入片内ＲＡＭ中，其内部结构如图２所示（以ＭＡＸ１５５为例，ＭＡＸ１５６类似）。
在ＷＲ端加一个脉冲即可启动ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６的转换。在ＷＲ的上升沿，ＭＵＸ配置寄存器数据；在ＷＲ的下降沿，所有的通道开始采样。访问转换结果可用连续的ＲＤ脉冲读出，并可自动从通道０开始顺序访问ＲＡＭ。每一个ＲＤ脉冲会使ＲＡＭ的地址计数器加１。在多通道转换中，当ＷＲ变为低时，ＲＡＭ地址计数器复位到０。在装载ＲＡＭ地址（Ａ０～Ａ２）的同时使Ｄ４／ＩＮＨ为１，可设置地址并禁止转换，此时执行一条读操作可以读出ＲＡＭ的任一地址。
２．２ 模式配置
ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６根据应用场合的不同要求可以设置为两种模式输入／输出模式和硬连线模式。
(１) 输入／输出模式
当ＭＯＤＥ输入端开路时，为输入／输出配置模式。在输入／输出配置模式中，ＭＵＸ配置寄存器用于决定转换的类型。在ＷＲ的上升沿，寄存器被更新。在转换开始后，ＢＵＳＹ端变低，转换从选定的最低通道开始顺序进行。当ＢＵＳＹ变高以后，转换结果存储到ＲＡＭ中。在转换结束后，微处理器可以用连续的ＲＤ脉冲访问ＲＡＭ中的数据。第一次读出的数据是最低通道的转换结果，后续的脉冲将顺序读出余下通道的转换结果。
(２) 硬连线模式
对于较简单的应用场合，ＭＯＤＥ和ＶＳＳ端的连线可用来指定转换的类型，在这种连线模式下，一般不使用配置寄存器，所以Ｄ０～Ｄ７端的输入数据被忽略。以ＭＡＸ１５５为例，ＭＯＤＥ端连接到低电平时，在ＷＲ脉冲作用下，系统将启动８通道的单端转换；而当ＭＯＤＥ端连接到高电平时，在ＷＲ脉冲的作用下，系统将启动４通道差分转换。实际上在Ｄ０～Ｄ７端出现的数据一般不会影响到配置寄存器。
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３ 电路比较
在实际测控和仪表应用中，经常会遇到要求多路数据信号同时进行采集的情况。而以往的Ａ／Ｄ采样转换芯片，虽然可进行多路Ａ／Ｄ转换，但各个通道的采样转换是依次进行的，不能保证各通道的同时采样转换。这种方式下的解决办法有两种：一种是采用单路Ａ／Ｄ转换芯片，并在外部另加采样保持器，接着将各路输入信号同时进行采样保持，然后再采用多路选择器逐次选择各通路，最后再送入到单路Ａ／Ｄ转换中去。另一种是采用多路Ａ／Ｄ转换芯片，该方法只是在上述电路中省去了多路转换器这样能保证各路信号的同时采样，图３所示是采用传统Ａ／Ｄ转换芯片时的实现方式。
虽然图３电路能保证各个通道的信号同时采样，但是也存在一些缺点：
(１)使用这种方法时，每个信号通道必须外加一个采样保持器，因而所用器
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作者：佚名
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