高速８位ADCsMAX155/MAX156的原理及应用
减小字体
增大字体(２)电路控制比较复杂，实时性不强。
(３)大量器件在印制电路板上占用空间，既增加了布线的困难，又增加了制板的费用。
(４)系统所用的元器件较多，不利于进一步提高集成度，而且易受干扰。
因此，采用ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６实现多路信号的同时采样是非常适合的。
此外，这种电路还有如下优点：
(１)每个通道有自己的跟踪／保持电路，所有的跟踪／保持采样可同时进行，而且元件数量比较少，从而使电路板占用的空间大大减少。
(２)ＡＤＣ转换器每个通道转换时间仅为３．６μｓ，因而实时性很强。
(３)可进行单极或双极性、单端或差分等形式的转换，应用范围广。
(４)根据应用场合的不同要求可以设置输入／输出模式和硬连线模式，因而适应性较强。
(５)芯片Ｔ／Ｈ放大器的输入阻抗很高，一般不需要输入缓冲。
(６)能够用软件改变配置寄存器来适应信号的不同要求，而且设计简单，控制容易。
(７)集成度高，电路不易受干扰。
４ 应用实例
信号采集系统是工业对象检测、控制的重要环节。只有正确地将现场数据采集回来才能进行分析、处理。在工业对象仿真监控装置中，通常由现场传感器获得各类信号，经预处理电路滤波并使其电压值达到Ａ／Ｄ转换器的电压输入范围后，送入Ａ／Ｄ转换器的采集通道。由于本系统不但要求采集现场参数，而且还包括随机干扰和确定性干扰等扰动信号，所以对Ａ／Ｄ转换器的多通道采样的同时性要求很高，ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６Ａ正好满足这种要求。
将ＭＡＸ１５６的ＭＯＤＥ端悬空、Ｖｓｓ接－５Ｖ可选择正负双极性转换的输入／输出模式。ＡＴ８９Ｃ５２作为微处理器，主要用来控制ＭＡＸ１５６按实际需要进行单极或双极性、单端或差分等各种形式的转换，各引脚连接如图４所示。图中，四路采样信号ＶＩＮ１～ＶＩＮ４经过预处理后，经限幅电路可分别输入到ＭＡＸ１５６的四个模拟输入端ＡＩＮ１～ＡＩＮ４。ＭＡＸ１５６的外部时钟范围为０．５～５ＭＨｚ，所以，电路中将单片机ＡＴ８９Ｃ５２的外部时钟频率１１．０５９ＭＨｚ，通过４位二进制计数器７４ＬＳ９３进行四分频后，送入ＭＡＸ１５６的外部时钟端。采样转换时，ＡＴ８９Ｃ５２给出一个ＷＲ脉冲，并在ＷＲ的下降沿开始转换，此时ＡＤＣ的ＲＡＭ地址计数器复位到０，在转换结束后，ＡＴ８９Ｃ５２通过连续ＲＤ的脉冲顺序读出ＲＡＭ中的数据。第一次读出的是最低通道的转换结果，后续ＲＤ脉冲顺序读出余下通道的转换结果。
图4
在使用ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６时，根据笔者的经验，应注意以下几个问题：
（１）内部的２．５ Ｖ基准源输出端（ＲＥＦＯＵＴ）必须通过１个４．７μＦ的电解电容和１个０．１μＦ的瓷片电容旁路到模拟地，以保证器件的稳定性。
（２）如果在ＲＥＦＩＮ端接入外部基准源，那么ＲＥ-ＦＯＵＴ必须接旁路电容，或者将ＲＥＦＯＵＴ端连接到ＶＤＤ，这样可以防止振荡输出和在ＡＤＣ中产生转换噪声，这样做的缺点是电源关断模式中的电流会比给定值大２５０μＡ。
（３）为了减小耗尽电流ＭＡＸ１５６内部的参考电压在电源关断期间将被关闭。当恢复正常运行ＰＤ＝０时需要约５ｍｓ的时间，以使参考电压在转换执行前给其４．７μＦ旁路电容充电。如果采用一个外部参考电压并且在电源关断期间一直保持那么，在设置ＰＤ为０后的５０μｓ内，转换就能开始。
（４）ＶＤＤ应通过１个４．７ μＦ的电解电容和１个０．１μＦ的瓷片电容接到模拟地。如果输入信号低于地电平，必须使用负电源，在这种情况下ＶＳＳ应通过１个４．７μＦ的电解电容和１个０．１μＦ的瓷片电容接到模拟地，这样可保持供电电压的稳定。
（５）内部参考电压需要４．７μＦ和０．１μＦ的电容来并联旁路。如果用外部参考电压就需要在紧挨着芯片处通过一个４．７μＦ电容旁路ＲＥＦＩＮ到模拟地 也就是说，ＲＥＦＯＵＴ必须保持旁路到模拟地或者接ＶＤＤ。
（６）由于ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６的Ｔ／Ｈ放大器的输入阻抗很高，因此，通常不再需要输入缓冲电路。而且ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６的所有Ｔ／Ｈ可同时采样。为了得到最佳的转换结果，模拟输入不应高于ＶＤＤ＋５０ ｍＶ或低于ＶＳＳ－５０ｍＶ。
（７） 采集一个通道的输入信号所需要的时间取决于通道输入电容充电的速度。如果输入信号的源阻抗很高，那么采集时间就比较长，在这种情况下，两次转换之间的间隔时间应长一些，采集时间一般不小于８００ｎｓ。其采集时间ｔＡＣＱ的计算公式如下
ｔＡＣＱ＝８ＲＳ＋ＲＩＮ×４ｐＦ（不小于８００ｎｓ）
其中，ＲＩＮ应选为１５ｋΩ，ＲＳ为输入信号源电阻
转换时间ｔＣＯＮＶ则可由下式决定：
ｔＣＯＮＶ＝２×９Ｎ／ｆＣＬＫ
其中，Ｎ是转换通道数，ｆＣＬＫ是外部时钟。
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作者：佚名
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