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通過外部基準調(diào)節(jié)MAX149x系列Σ-Δ面板表ADC的增益

時間：2006-06-12 03:19:00

關鍵字： ADC AI 基準電壓 RANGE

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[導讀]MAX149x系列Σ-Δ面板表ADC能夠使用外部500mV至3.6V的外部基準，并獲得精確的轉換結果。該應用筆記介紹了如何使用外部電壓基準并對其進行分壓，產(chǎn)生一個驅動MAX149x系列的可變基準電壓，實現(xiàn)ADC增益調(diào)節(jié)。

MAX149x系列Σ-Δ面板表ADC能夠使用外部500mV至3.6V的外部基準，并獲得精確的轉換結果。該應用筆記介紹了如何使用外部電壓基準并對其進行分壓，產(chǎn)生一個驅動MAX149x系列的可變基準電壓，實現(xiàn)ADC增益調(diào)節(jié)。

電壓基準對ADC的影響

MAX1447、MAX1491、MAX1493、MAX1495、MAX1496、MAX1498是Σ-Δ面板表IC，允許用戶選擇內(nèi)部2.048V基準或外部500mV至3.6V的基準源。多數(shù)基本配置中，這些器件在輸入AIN+和AIN-兩端要求2.048V的基準，并將轉換結果輸出到LED/LCD顯示器。輸出計數(shù)有效分辨率為4.5位，并遵循下列傳輸函數(shù)。對于3.5位ADC，將公式中的20,000替換成2000即可。

在AIN+ - AIN- > 0、RANGE = GND時

在AIN+ - AIN- < 0、RANGE = GND時

在AIN+ - AIN- > 0、RANGE = DVDD時

在AIN+ - AIN- < 0、RANGE = DVDD時

利用分壓網(wǎng)絡構成可調(diào)基準

改變基準電壓會使器件的增益也隨之變化。特定應用中，可利用該特點，通過可變外部基準提供可調(diào)節(jié)的增益。

通過調(diào)節(jié)式1中的差分基準電壓(V_REF+ - V_REF-)，可以看出傳輸函數(shù)的增益變化。為提高增益，可以簡單地降低基準電壓；相反，要降低增益，可以增大基準電壓。在多種可調(diào)基準方案中，最簡單的方法就是利用帶2.5V基準的可調(diào)分壓網(wǎng)絡來改變V_AIN+。

圖1. MAX6126 + 分壓網(wǎng)絡，REF+ = V_OUT ，REF- = GND。V_OUT范圍為1.5V至2.5V

圖1所示可調(diào)節(jié)電壓基準由2.5V基準(MAX6126)和串聯(lián)可變電阻與固定電阻組成，固定電阻連接在基準輸出(OUTF)和GND之間。該電路的輸出REF+連接到ADC的REF+；ADC的REF-接GND。差分基準電壓V_REF按下式計算：

ADC在REF+端的輸入阻抗典型值為220M因此只要(R_VAR + R) < 1M就不會影響公式2。

MAX149x系列使用外部基準時的實際考慮

重要的是MAX1447、MAX1491、MAX1493、MAX1495、MAX1496、MAX1498將其基準輸入引腳限制到±絕對電壓以內(nèi)，以實現(xiàn)精確轉換。這樣，在使用圖1電路時須保證REF＋的電壓不要超過±2.2V。另外，電阻的溫漂會使分壓比隨著溫度的變化而改變，須使用低溫漂電阻(如薄膜電阻)，避免使用碳電阻或電位器。如果需要一個固定增益，可使用精密匹配電阻分壓器MAX5490，可獲得±1ppm/°C的電阻比例溫漂(見圖2)。

圖 2. 利用MAX5490精密分壓器配合MAX1447、MAX1491、MAX1493、MAX1495、MAX1496和MAX1498 ADC工作

由于REF+和REF-不能超過±2.2V，所以使用大于2.2V的基準電壓時要使外部基準以GND為中心點。按照圖3所示，可以利用兩個外部基準源產(chǎn)生REF-和REF+電壓。外部基準范圍為0.5V至3.6V，此范圍內(nèi)仍能保證性能。圖4所示為500mV輸入和500mV至4.2V基準電壓范圍內(nèi)器件的典型精度。

圖3. 基于MAX1498/MAX1499/MAX1477的面板表，利用兩個基準源產(chǎn)生REF+和REF-