實(shí)現(xiàn)外部基準(zhǔn)及其對(duì)MAX149x Σ-Δ面板儀表ADC增益的影響

MAX149x系列Σ-Δ面板表ADC可在500mV至3.6V范圍內(nèi)使用外部基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)精確的轉(zhuǎn)換結(jié)果。本應(yīng)用筆記說明了如何使用外部電壓基準(zhǔn)并分壓輸出以產(chǎn)生可變基準(zhǔn)電壓，驅(qū)動(dòng)MAX149x系列并調(diào)節(jié)ADC增益。

基準(zhǔn)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(nèi)部或外部基準(zhǔn)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(gè)2.048V的基準(zhǔn)電壓源，并將結(jié)果轉(zhuǎn)換為顯示在LED/LCD顯示屏上。輸出計(jì)數(shù)對(duì)于 4.5 位版本有效，由以下傳遞函數(shù)給出。對(duì)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(gòu)建簡單的可調(diào)基準(zhǔn)電壓源

改變基準(zhǔn)電壓會(huì)改變器件的增益。某些應(yīng)用利用這一點(diǎn)，使用可變外部基準(zhǔn)電壓源來提供可調(diào)增益。

通過調(diào)整差分基準(zhǔn)電壓項(xiàng)（VREF+ - VREF-）在公式1的分子中，很容易看到傳遞函數(shù)的增益變化。要增加增益，只需降低基準(zhǔn)電壓即可。相反，為了降低增益，請(qǐng)?zhí)岣呋鶞?zhǔn)電壓。雖然有幾種方法可以創(chuàng)建可調(diào)基準(zhǔn)電壓源，但最簡單的方法是使用帶有2.5V基準(zhǔn)的可調(diào)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(diào)基準(zhǔn)電路由一個(gè)2.5V基準(zhǔn)（MAX6126）和一個(gè)可變電阻組成，該電阻串聯(lián)在基準(zhǔn)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(zhǔn)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(zhǔn)時(shí)的實(shí)際問題

需要注意的是，MAX1447、MAX1491、MAX1493、MAX1495、MAX1496、MAX1498將基準(zhǔn)輸入引腳限制在±2.2V的絕對(duì)電壓，以實(shí)現(xiàn)精確的轉(zhuǎn)換。因此，使用圖1所示電路時(shí)，REF+電壓不得超過2.2V。此外，電阻隨溫度漂移，這會(huì)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(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)±1ppm/°C的比率漂移。（請(qǐng)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(yīng)超過±2.2V，因此當(dāng)使用高于2.2V的基準(zhǔn)電壓時(shí)，必須將外部基準(zhǔn)電壓集中在GND周圍。為此，圖3顯示了如何使用兩個(gè)外部基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生REF-和REF+電壓。外部基準(zhǔn)可低至 0.5V 和高達(dá) 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(zhǔn)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(gè)基準(zhǔn)源生成REF+和REF-的圖示。

圖4.圖3所示電路的相對(duì)誤差與基準(zhǔn)電壓的關(guān)系。

審核編輯：郭婷