MAX149x系列Σ-Δ面板表ADC可在500mV至3.6V范圍內使用外部基準,實現精確的轉換結果。本應用筆記說明了如何使用外部電壓基準并分壓輸出以產生可變基準電壓,驅動MAX149x系列并調節ADC增益。
基準電壓如何影響ADC
MAX1447、MAX1491、MAX1493、MAX1495、MAX1496、MAX1498 Σ-Δ面板儀表IC為用戶提供了500mV至3.6V之間的2.048V內部或外部基準電源選擇。在最基本的配置中,這些器件期望在AIN+和AIN-的輸入端有一個2.048V的基準電壓源,并將結果轉換為顯示在LED/LCD顯示屏上。輸出計數對于 4.5 位版本有效,由以下傳遞函數給出。對于 3.5 位版本,將這些公式中的 20,000 更改為 2000。
使用 AIN+ - AIN- > 0,范圍 = GND
使用 AIN+ - AIN- < 0,范圍 = GND
使用 AIN+ - AIN- > 0,范圍 = DVDD
使用 AIN+ - AIN- < 0,范圍 = DVDD
使用分壓器構建簡單的可調基準電壓源
改變基準電壓會改變器件的增益。某些應用利用這一點,使用可變外部基準電壓源來提供可調增益。
通過調整差分基準電壓項(VREF+ - VREF-)在公式1的分子中,很容易看到傳遞函數的增益變化。要增加增益,只需降低基準電壓即可。相反,為了降低增益,請提高基準電壓。雖然有幾種方法可以創建可調基準電壓源,但最簡單的方法是使用帶有2.5V基準的可調分壓器來改變VAIN+.
圖1.MAX6126 + 分壓器,REF+ = VOUT and REF- = GND。
圖1所示的可調基準電路由一個2.5V基準(MAX6126)和一個可變電阻組成,該電阻串聯在基準輸出(OUTF)至GND之間。該電路的輸出REF+連接到ADC的REF+,REF-連接到GND。差分基準電壓,VREF,由下式給出:
REF+上ADC的輸入阻抗典型值為220MΩ,因此只要(R增值+ R) < 1MΩ。
MAX149x系列使用外部基準時的實際問題
需要注意的是,MAX1447、MAX1491、MAX1493、MAX1495、MAX1496、MAX1498將基準輸入引腳限制在±2.2V的絕對電壓,以實現精確的轉換。因此,使用圖1所示電路時,REF+電壓不得超過2.2V。此外,電阻隨溫度漂移,這會改變電阻分壓器與溫度的比值。使用低溫電阻器,如薄膜片式電阻器,避免使用碳電阻器和電位器。如果需要固定增益,可以使用MAX5490等精密匹配的電阻網絡實現±1ppm/°C的比率漂移。(請參閱圖 2。
圖2.使用MAX5490精密分壓器與MAX1447、MAX1491、MAX1493、MAX1495、MAX1496、MAX1498ADC。
由于REF+和REF-不應超過±2.2V,因此當使用高于2.2V的基準電壓時,必須將外部基準電壓集中在GND周圍。為此,圖3顯示了如何使用兩個外部基準電壓源產生REF-和REF+電壓。外部基準可低至 0.5V 和高達 3.6V,但仍能保持性能。圖4顯示了具有500mV輸入和500mV至4.2V基準電壓的典型器件的精度。
圖3.基于MAX1498/MAX1499/MAX1477的面板儀表使用兩個基準源生成REF+和REF-的圖示。
圖4.圖3所示電路的相對誤差與基準電壓的關系。
審核編輯:郭婷
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