MAX138/MAX139/MAX140：3 1/2 位A/D轉(zhuǎn)換器的卓越性能與應(yīng)用解析

產(chǎn)品概述

在電子工程師的工具箱中，一款出色的A/D轉(zhuǎn)換器至關(guān)重要。MAX138、MAX139和MAX140這三款3 1/2位A/D轉(zhuǎn)換器，憑借其獨(dú)特的設(shè)計(jì)和豐富的功能，成為眾多應(yīng)用場(chǎng)景中的理想選擇。

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基本特性

• 單電源供電：能夠在+2.5V至+7.0V的單電源電壓下穩(wěn)定工作，為設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的靈活性。
• 正負(fù)電壓測(cè)量：借助電荷泵電壓逆變器，可測(cè)量正、負(fù)輸入電壓，滿足多樣化的測(cè)量需求。
• 內(nèi)部帶隙基準(zhǔn)：提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓，保證測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
• 板載顯示驅(qū)動(dòng)：MAX138配備LCD顯示驅(qū)動(dòng)，MAX139和MAX140則適用于LED顯示，方便直觀地展示測(cè)量結(jié)果。
• 低段電流：MAX140專為低電流LED顯示設(shè)計(jì)，降低功耗。

引腳配置與應(yīng)用場(chǎng)景

引腳配置

詳細(xì)的引腳配置為工程師提供了清晰的連接指導(dǎo)。不同的引腳承擔(dān)著不同的功能，如V+為電源輸入，GND為接地，IN HI和IN LO用于輸入信號(hào)等。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，正確連接引腳是確保轉(zhuǎn)換器正常工作的關(guān)鍵。

應(yīng)用場(chǎng)景

這些轉(zhuǎn)換器廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，包括+5V供電的面板儀表、+3V供電的數(shù)字萬(wàn)用表、各類儀器、便攜式監(jiān)測(cè)設(shè)備、稱重秤以及數(shù)字溫度計(jì)等。其高適應(yīng)性使得它們?cè)诓煌膽?yīng)用場(chǎng)景中都能發(fā)揮出色的性能。

電氣特性

關(guān)鍵參數(shù)

不同型號(hào)特性

MAX138、MAX139和MAX140在電氣特性上也存在一些差異。MAX138的LCD顯示驅(qū)動(dòng)輸出具有特定的電壓擺動(dòng)范圍和頻率；MAX139和MAX140的LED顯示驅(qū)動(dòng)輸出則是N溝道電流源，其輸出電流與電壓特性也有相應(yīng)的規(guī)定。

工作原理與轉(zhuǎn)換方法

轉(zhuǎn)換方法

采用雙斜率積分轉(zhuǎn)換方法，并增加了自動(dòng)調(diào)零階段和零積分階段。自動(dòng)調(diào)零階段用于補(bǔ)償緩沖器和積分器的偏移，零積分階段確保從超量程轉(zhuǎn)換中快速恢復(fù)。轉(zhuǎn)換結(jié)果為1000x(IN HI - IN LO)/(REF HI - REF LO)，最大轉(zhuǎn)換結(jié)果為±1999。

電壓基準(zhǔn)

COMMON電壓由帶隙基準(zhǔn)源產(chǎn)生，與早期使用齊納二極管的設(shè)備相比，消除了與低電流齊納二極管相關(guān)的長(zhǎng)期漂移問(wèn)題。雖然其寬帶噪聲略高于齊納二極管產(chǎn)生的COMMON電壓，但使用0.1uF或更大的參考電容可以有效降低噪聲。

組件選擇與應(yīng)用注意事項(xiàng)

組件選擇

• 積分電阻：通常選擇合適的積分電阻值，以確保最大電流為1.1uA。例如，對(duì)于1V參考電壓，電阻值應(yīng)為1.8M；對(duì)于100mV參考電壓，電阻值應(yīng)為180k。
• 積分電容：建議使用聚丙烯電容，因其低介電吸收特性，可減少積分線性誤差。
• 參考電容：一般情況下，0.1uF的參考電容即可滿足需求。但在存在較大雜散電容的情況下，可能需要增大電容值至1.0uF。
• 自動(dòng)調(diào)零電容：為獲得最佳噪聲性能，自動(dòng)調(diào)零電容值應(yīng)至少為積分電容值的4倍。

應(yīng)用注意事項(xiàng)

• 共模電壓范圍：在低電源電壓或IN LO、IN HI接近電源電壓時(shí)，需要仔細(xì)評(píng)估共模電壓的影響。
• 低電池檢測(cè)：可利用晶體管電壓檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的低電池檢測(cè)功能。
• 過(guò)載顯示：當(dāng)輸入電壓超過(guò)滿量程時(shí)，會(huì)顯示過(guò)載信息。
• 非線性問(wèn)題：積分器輸出飽和、電容泄漏等因素可能導(dǎo)致非線性問(wèn)題，需要針對(duì)性地進(jìn)行處理。
• 噪聲問(wèn)題：輸入信號(hào)噪聲、積分器擺動(dòng)過(guò)低、自動(dòng)調(diào)零電容值過(guò)小等都可能導(dǎo)致讀數(shù)噪聲，需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行解決。

應(yīng)用提示

參考應(yīng)用電路

可以參考ICL7136和ICL7106的數(shù)據(jù)手冊(cè)中的應(yīng)用電路，這些電路同樣適用于MAX138/MAX139/MAX140。

特殊應(yīng)用模式

在某些應(yīng)用中，可以將固定參考電壓施加在IN HI和IN LO之間，將信號(hào)施加在REF HI和REF LO上，此時(shí)顯示讀數(shù)與輸入電壓成反比。

串行輸出

通過(guò)監(jiān)測(cè)CREF端子的電壓，并使用與門結(jié)合轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)和振蕩器輸出，可以獲得串行輸出脈沖流。

極性反轉(zhuǎn)

如果輸入信號(hào)極性與期望極性相反，可以通過(guò)特定的驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)極性顯示的反轉(zhuǎn)。

MAX138/MAX139/MAX140這三款A(yù)/D轉(zhuǎn)換器以其出色的性能和豐富的功能，為電子工程師提供了強(qiáng)大的工具。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，充分了解其特性和應(yīng)用注意事項(xiàng)，合理選擇組件，能夠確保轉(zhuǎn)換器在各種應(yīng)用場(chǎng)景中發(fā)揮最佳性能。你在使用這些轉(zhuǎn)換器的過(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(jiàn)解。