通過外部基準(zhǔn)調(diào)節(jié)MAX149x系列Σ-Δ面板表ADC的增益
電壓基準(zhǔn)對(duì)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(zhǔn)或外部500mV至3.6V的基準(zhǔn)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(zhǔn)，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出到LED/LCD顯示器。輸出計(jì)數(shù)有效分辨率為4.5位，并遵循下列傳輸函數(shù)。對(duì)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(shí)
在AIN+ - AIN- < 0、RANGE = GND時(shí)
在AIN+ - AIN- > 0、RANGE = DVDD時(shí)
在AIN+ - AIN- < 0、RANGE = DVDD時(shí)
利用分壓網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成可調(diào)基準(zhǔn)
改變基準(zhǔn)電壓會(huì)使器件的增益也隨之變化。特定應(yīng)用中，可利用該特點(diǎn)，通過可變外部基準(zhǔn)提供可調(diào)節(jié)的增益。通過調(diào)節(jié)式1中的差分基準(zhǔn)電壓(VREF+ - VREF-)，可以看出傳輸函數(shù)的增益變化。為提高增益，可以簡(jiǎn)單地降低基準(zhǔn)電壓；相反，要降低增益，可以增大基準(zhǔn)電壓。在多種可調(diào)基準(zhǔn)方案中，最簡(jiǎn)單的方法就是利用帶2.5V基準(zhǔn)的可調(diào)分壓網(wǎng)絡(luò)來(lái)改變VAIN+。
圖1. MAX6126 + 分壓網(wǎng)絡(luò)，REF+ = VOUT ，REF- = GND。VOUT范圍為1.5V至2.5V
圖1所示可調(diào)節(jié)電壓基準(zhǔn)由2.5V基準(zhǔn)(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(zhǔn)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(zhǔn)電壓VREF按下式計(jì)算：
ADC在REF+端的輸入阻抗典型值為220M
因此只要(RVAR + R) < 1M就不會(huì)影響公式2。
MAX149x系列使用外部基準(zhǔn)時(shí)的實(shí)際考慮
重要的是MAX1447、MAX1491、MAX1493、MAX1495、MAX1496、MAX1498將其基準(zhǔn)輸入引腳限制到±絕對(duì)電壓以內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)精確轉(zhuǎn)換。這樣，在使用圖1電路時(shí)須保證REF＋的電壓不要超過±2.2V。另外，電阻的溫漂會(huì)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(gè)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(zhǔn)電壓時(shí)要使外部基準(zhǔn)以GND為中心點(diǎn)。按照圖3所示，可以利用兩個(gè)外部基準(zhǔn)源產(chǎn)生REF-和REF+電壓。外部基準(zhǔn)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(zhǔn)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(gè)基準(zhǔn)源產(chǎn)生REF+和REF-
圖4. 圖3電路誤差與基準(zhǔn)電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系
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