【導(dǎo)讀】隨著芯片制造工藝的不斷發(fā)展及用戶對數(shù)據(jù)實時性要求的不斷提高。同時采樣 A/D 轉(zhuǎn)換器在實時性方面的巨大優(yōu)勢使其應(yīng)用越來越廣泛。MAXl320 是 Maxim 公司最新推出的并行 14 位 8 通道同時采樣器。
1、概述
隨著芯片制造工藝的不斷發(fā)展及用戶對數(shù)據(jù)實時性要求的不斷提高。同時采樣 A/D 轉(zhuǎn)換器在實時性方面的巨大優(yōu)勢使其應(yīng)用越來越廣泛。MAXl320 是 Maxim 公司最新推出的并行 14 位 8 通道同時采樣器。其基本特征和參數(shù)如下：
●速度高，轉(zhuǎn)換 8 通道的時間可達 3．8μs，每通道的吞吐量達到 250kps；
●模擬供電電壓+4．75V 一+5．25V。數(shù)字供電電壓+2．7V~+5．25V，無需電平轉(zhuǎn)換便可以直接與絕大多數(shù)的處理器直接相連；
●電壓轉(zhuǎn)換范圍為+5V；
●16．6MHz 的 14 位雙向并行接口可與高速 CPU 直接相連；
●無需校準；
●雙極性輸入，無需負電源，提供+16．5V 過壓保護；
●先進，先出（FIFO）功能，減少接口開銷，并可在轉(zhuǎn)換結(jié)束或轉(zhuǎn)換之間讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果；
●典型模擬電流輸入為．46mA．最大數(shù)字電流輸入為 1．6mA．典型輸入阻抗 8．66kΩ；
●動態(tài)特性：SFDR=90dBc．SINAD=76．5dB，直流精度為±2LSB INL，±ILSBDNL；
●7rmnx7mm，48 引腳 TQFP 封裝；
●可工作在擴展級溫度范圍（一 40°~+85℃）。
2、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能
MAXl320 內(nèi)部集成了帶寬為 IOMHz 的 S／H、+2．5V 參考電壓、內(nèi)部時鐘、8x14 位 SRAM 以及選通采樣通道的配置寄存器等。MAXl320 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。
其中配置寄存器的設(shè)置如下：數(shù)據(jù)位 DO—D7 依次對應(yīng)于模擬輸人通道 CHO—CH7．向其位寫 1 選擇相應(yīng)通道，寫 O 則關(guān)閉該通道。配置寄存器需同 ALLON 引腳一起決定通道是否選通。
引腳功能說明：
AVDD：模擬電源輸入引腳。接+4．75V 一+5．25V 模擬電源；
AGND：模擬地；
CH0 一 CH7：模擬量輸入通道 CH0 一 CH7；
MSV：中值電壓旁路；
INTCLK／EXTCLK：時鐘模式選擇輸入。該引腳接 AVm 選擇內(nèi)部時鐘，接 AGND 選擇外部時鐘輸入；
REFMS：中值基準旁路或輸入。應(yīng)用時需將 REFMS 與 REF 連接。若采用內(nèi)部基準．用一個不低于 0．01μF。的電容將 REFMS／REF 節(jié)點旁路到 AG-ND；若采用外部基準，用+2V 一+3V 的外部電壓驅(qū)動 REFMS／REF 節(jié)點：
REF+：正基準旁路。應(yīng)用時用一個 0．1μF 電容將 REF+旁路到 AGND，同時用一個 2．2μF。電容和一個 O．1μF 電容將 REF+旁路到：REF-；
REF 一：負基準旁路；應(yīng)用時用一個 0．1μF 電容將。REF- 旁路至 AGND。同時用一個 2．2μF 電路和一個 0．1μF 電容將 REF 一旁路到 REF+；
DO—D13：14 位并行數(shù)據(jù)總線；
DVDD：數(shù)字電源輸入引腳；
DGND：數(shù)字地；
EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出。低電平表明一次轉(zhuǎn)換結(jié)束。在下一個 CLK（上升沿或 CONVST 下降沿時變回高電平；
EOLC：最后轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出。低電平表明最后一個通道的轉(zhuǎn)換結(jié)束。當 CONVST 跳變到低電平為下一次轉(zhuǎn)換時序做準備時，EOLC 跳變到高電平；
CLK：外部時鐘輸入引腳；
SHDN：掉電輸入引腳。該引腳為低電平選擇正常模式，為高電平選擇掉電模式。器件進入低功耗狀態(tài)；
ALLON：通道使能輸入。該引腳接高電平使能所有的輸入通道（12H0 一 CH7），接低電平則只有被選中的通道才進行 A／D 轉(zhuǎn)換；
CS：片選輸入，低電平選通電路；
RD：讀選通．將 RD 置為低電平將啟動一次并行數(shù)據(jù)總線的讀操作；
WR：寫選通。將 WR 置為低電平將啟動一次寫操作，主要是對配置寄存器的操作；
CONVST：啟動轉(zhuǎn)換輸入引腳。CONVST 為高電平時將啟動轉(zhuǎn)換過程。模擬輸入在 CONVST 的上升沿采樣。
3、MAXl320 典型連接
MAXl320 的典型連接如圖 2 所示．其中 DVm 引腳可接至+2．7V~+5．25V 的數(shù)字電壓。值得注意的事。為了提高 A／D 轉(zhuǎn)換的精度。最好將數(shù)字地和模擬地分開走線．然后用零歐姆電阻或磁珠在一點相連。
4、在微機保護中的應(yīng)用
在電力系統(tǒng)微機保護中．對各種模擬量的實時性要求很高．而 MAX1320 的同時采樣和高速轉(zhuǎn)換功能很好的解決了這個問題。在筆者參與設(shè)計的一套基于 DSP 的微機保護裝置中．采用兩片 MAXl320 采集 16 路電壓電流信號．不但大大簡化了采樣部分軟硬件設(shè)計的工作量。而且很好的解決了各種模擬量的速度和精度問題．從而使該套微機保護裝置的整體性能得到極大的提高。
在硬件設(shè)計方面，DSP 采用 TI 公司的 TMS320LF2407A，通過地址線 A14、A15 和 DSP 的外部 I／O 空間選通引腳 IS 譯碼選通 MAXl320。DSP 的 IOPBl 和 IOPB2 接兩片 MAX1320 的 CONVST 引腳來啟動 A／D 轉(zhuǎn)換（可以選擇 8 路或 16 路同時采樣），MAXl320 的 EOLC 引腳接 DSP 的 IOPB3 和 IOPB4．通過查詢這兩個引腳來判斷 A／D 轉(zhuǎn)換是否完成。圖 3 是 MAXl320 應(yīng)用于微機保護系統(tǒng)采樣部分的結(jié)構(gòu)框圖。
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