MAX1236–MAX1239：12位ADC的卓越之選

在電子設(shè)計(jì)的領(lǐng)域中，模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。今天，我們來(lái)深入了解一下MAXIM公司的MAX1236–MAX1239系列低功耗、4/12通道、2線串行、12位ADC，看看它在實(shí)際應(yīng)用中能為我們帶來(lái)怎樣的優(yōu)勢(shì)。

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一、產(chǎn)品概述

MAX1236–MAX1239系列ADC具有內(nèi)部跟蹤/保持（T/H）、電壓基準(zhǔn)、時(shí)鐘和I2C兼容的2線串行接口。它們可以在2.7V至3.6V（MAX1237/MAX1239）或4.5V至5.5V（MAX1236/MAX1238）的單電源下工作，在最高94.4ksps的采樣率下僅需670μA的電流。當(dāng)采樣率低于46ksps時(shí)，電源電流降至230μA以下。AutoShutdown?功能可在轉(zhuǎn)換之間使設(shè)備斷電，在低吞吐量速率下將電源電流降低至小于1μA。

1. 通道與基準(zhǔn)

MAX1236/MAX1237各有四個(gè)模擬輸入通道，而MAX1238/MAX1239各有12個(gè)模擬輸入通道。MAX1237/MAX1239具有2.048V的內(nèi)部基準(zhǔn)，MAX1236/MAX1238具有4.096V的內(nèi)部基準(zhǔn)，同時(shí)也支持1V至VDD的外部基準(zhǔn)電壓。

2. 封裝與溫度范圍

MAX1236/MAX1237采用8引腳μMAX?封裝，MAX1238/MAX1239采用16引腳QSOP封裝。該系列產(chǎn)品保證在-40°C至+85°C的擴(kuò)展溫度范圍內(nèi)工作。

二、產(chǎn)品特性

1. 高速串行接口

支持400kHz快速模式和1.7MHz高速模式的I2C兼容串行接口，滿足不同數(shù)據(jù)傳輸速率的需求。

2. 單電源供電

可在2.7V至3.6V或4.5V至5.5V的單電源下工作，簡(jiǎn)化了電源設(shè)計(jì)。

3. 內(nèi)部基準(zhǔn)與外部基準(zhǔn)

提供不同的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，同時(shí)支持外部基準(zhǔn)，增加了設(shè)計(jì)的靈活性。

4. 多通道配置

有4通道和12通道可選，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行選擇。

5. 低功耗設(shè)計(jì)

在不同采樣率下具有較低的電源電流，特別是在低吞吐量速率下，AutoShutdown?功能可進(jìn)一步降低功耗。

6. 軟件可配置

支持軟件配置單極性/雙極性操作，以及單端或差分輸入模式。

7. 小封裝

采用8引腳μMAX和16引腳QSOP封裝，節(jié)省電路板空間。

三、電氣特性

1. DC精度

分辨率為12位，相對(duì)精度（INL）為±1 LSB，差分非線性（DNL）為±1 LSB，偏移誤差為±4 LSB，增益誤差為±4 LSB。

2. 動(dòng)態(tài)性能

在10kHz正弦波輸入、VIN(P-P) = VREF、采樣率為94.4ksps的條件下，信噪失真比（SINAD）為70dB，總諧波失真（THD）為 -78dB，無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）為78dB。

3. 轉(zhuǎn)換速率

內(nèi)部時(shí)鐘模式下轉(zhuǎn)換時(shí)間為7.5μs，外部時(shí)鐘模式下為10.6μs。

4. 電源要求

不同采樣率下的電源電流不同，如在94.4ksps采樣率下，內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)為900 - 1150μA，外部基準(zhǔn)時(shí)為670 - 900μA。

四、工作原理

1. 模擬輸入與跟蹤/保持

該系列ADC的模擬輸入架構(gòu)包含模擬輸入多路復(fù)用器、全差分跟蹤保持電容、T/H開關(guān)、比較器和全差分開關(guān)電容數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）。在單端模式下，模擬輸入多路復(fù)用器將跟蹤保持電容連接到所選的模擬輸入和地之間；在差分模式下，連接到所選的“+”和“-”模擬輸入之間。

2. 2線數(shù)字接口

通過(guò)串行數(shù)據(jù)線（SDA）和串行時(shí)鐘線（SCL）實(shí)現(xiàn)雙向通信，支持高達(dá)1.7MHz的數(shù)據(jù)速率。數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)START和STOP條件進(jìn)行控制，同時(shí)使用確認(rèn)位來(lái)確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

3. 時(shí)鐘模式

有內(nèi)部時(shí)鐘模式和外部時(shí)鐘模式可選。內(nèi)部時(shí)鐘模式下，使用內(nèi)部振蕩器作為轉(zhuǎn)換時(shí)鐘，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)進(jìn)行時(shí)鐘拉伸，減少系統(tǒng)噪聲；外部時(shí)鐘模式下，使用SCL作為轉(zhuǎn)換時(shí)鐘，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)可立即獲得。

4. 掃描模式

通過(guò)配置字節(jié)的SCAN0和SCAN1設(shè)置掃描模式，可實(shí)現(xiàn)不同的掃描配置，如從AIN0掃描到所選輸入、多次轉(zhuǎn)換所選輸入等。

五、應(yīng)用信息

1. 電源上電復(fù)位

配置和設(shè)置寄存器默認(rèn)進(jìn)行單端、單極性、單通道轉(zhuǎn)換，使用內(nèi)部時(shí)鐘，以VDD為基準(zhǔn)，AIN_/REF配置為模擬輸入。

2. 自動(dòng)關(guān)機(jī)

在轉(zhuǎn)換之間空閑時(shí)，設(shè)備會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)，除內(nèi)部基準(zhǔn)外的所有模擬電路都會(huì)參與自動(dòng)關(guān)機(jī)，可顯著節(jié)省功耗。

3. 參考電壓

通過(guò)設(shè)置字節(jié)的SEL[2:0]控制參考和AIN_/REF配置，可選擇內(nèi)部基準(zhǔn)或外部基準(zhǔn)。

4. 傳輸函數(shù)

輸出數(shù)據(jù)編碼在單極性模式下為二進(jìn)制，在雙極性模式下為二進(jìn)制補(bǔ)碼。

六、布局與接地

在PCB設(shè)計(jì)中，應(yīng)使用PCB板，避免使用繞線配置。模擬和數(shù)字走線應(yīng)分開，避免平行布線，數(shù)字信號(hào)路徑不應(yīng)布置在ADC封裝下方。使用單獨(dú)的模擬和數(shù)字接地部分，通過(guò)一個(gè)星點(diǎn)連接。為了降低噪聲，應(yīng)確保接地返回路徑的低阻抗和短距離，同時(shí)對(duì)VDD進(jìn)行旁路處理。

七、總結(jié)

MAX1236–MAX1239系列ADC以其低功耗、多通道、高速串行接口等特性，適用于手持便攜式應(yīng)用、醫(yī)療儀器、電池供電測(cè)試設(shè)備、太陽(yáng)能供電遠(yuǎn)程系統(tǒng)等多種領(lǐng)域。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們可以根據(jù)具體需求選擇合適的型號(hào)和配置，同時(shí)注意布局和接地等方面的設(shè)計(jì)，以充分發(fā)揮該系列ADC的性能優(yōu)勢(shì)。

你在使用MAX1236–MAX1239系列ADC的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。