美国ＭＡＸＩＭ公司推出的高速、８位、多通道模数转化器（ＡＤＣｓ）ＭＡＸ１５５和ＭＡＸ１５６分别有８个模仿输入通道和４个模仿输入通道，每个通道都带有自己的盯梢／坚持电路，一切的盯梢坚持采样可一起进行，因而能够减小各通道的采样时刻差异。每个通道的转化时刻为３．６μｓ，并能将成果存在内部的８×８ＲＡＭ中。在单电源＋５Ｖ供电时，ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６可作业于单极或双极性、单端或差分等办法的转化电路中。假如需求更宽的电压规模或正负双极性转化，芯片有必要由±５Ｖ供电。ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６的另一个特性是具有２．５Ｖ的内部参阅电压和电源关断功用，这样就供给了一个完善的数据收集体系。
１、芯片介绍
１．１ 芯片引脚界说
ＭＡＸ１５５选用２８脚ＤＩＰ和宽ＳＯ两种封装，ＭＡＸ１５６则选用２４脚窄塑料ＤＩＰ和２８脚宽ＳＯ封装，它们的引脚摆放如图１所示。
１．２ 特色参数
ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６的首要特色和作业参数如下：
●多输入通道： 具有４个或８个同步盯梢坚持采样输入通道；
●输入办法：具有单端、差分输入以及单极性或双极性输入办法；
●内部参阅电压：２．５Ｖ；
●装备办法：混合输入装备；
●转化时刻：每通道３．６μｓ；
●线性差错： ±１ＬＳＢ？最大？；
●参阅输入电压：２．５Ｖ？典型？；
●参阅输出电压：２．５Ｖ？典型？；
●直流输入电阻：１０ＭΩ；
●外部时钟频率：０．５～５ＭＨｚ；
●电源供电办法：单５Ｖ或双±５Ｖ供电；
●作业温度：０～＋７０℃。
２、作业原理
２．１ 芯片结构图
ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６内部包含一个３．６μｓ的逐次迫临ＡＤＣ和８／４个盯梢坚持输入端。当转化开端时？一切的模仿输入端一起采样？并且不管转化是否被挑选，一切的通道都进行采样。ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６既可进行单通道也可进行多通道转化，且通道能够装备为混合输入。它们的转化成果被存入片内ＲＡＭ中，其内部结构如图２所示（以ＭＡＸ１５５为例，ＭＡＸ１５６相似）。
在ＷＲ端加一个脉冲即可发动ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６的转化。在ＷＲ的上升沿，ＭＵＸ装备寄存器数据；在ＷＲ的下降沿，一切的通道开端采样。拜访转化成果可用接连的ＲＤ脉冲读出，并可主动从通道０开端次序拜访ＲＡＭ。每一个ＲＤ脉冲会使ＲＡＭ的地址计数器加１。在多通道转化中，当ＷＲ变为低时，ＲＡＭ地址计数器复位到０。在装载ＲＡＭ地址（Ａ０～Ａ２）的一起使Ｄ４／ＩＮＨ为１，可设置地址并制止转化，此刻履行一条读操作能够读出ＲＡＭ的任一地址。
２．２ 方式装备
ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６依据运用场合的不同要求？能够设置为两种方式？输入／输出方式和硬连线方式。
（１） 输入／输出方式
当ＭＯＤＥ输入端开路时，为输入／输出装备方式。在输入／输出装备方式中，ＭＵＸ装备寄存器用于决议转化的类型。在ＷＲ的上升沿，寄存器被更新。在转化开端后，ＢＵＳＹ端变低，转化从选定的最低通道开端次序进行。当ＢＵＳＹ变高今后，转化成果存储到ＲＡＭ中。在转化完毕后，微处理器能够用接连的ＲＤ脉冲拜访ＲＡＭ中的数据。第一次读出的数据是最低通道的转化成果，后续的脉冲将次序读出余下通道的转化成果。
（２） 硬连线方式
关于较简略的运用场合，ＭＯＤＥ和ＶＳＳ端的连线可用来指定转化的类型，在这种连线方式下，一般不运用装备寄存器，所以Ｄ０～Ｄ７端的输入数据被疏忽。以ＭＡＸ１５５为例，ＭＯＤＥ端衔接到低电平时，在ＷＲ脉冲效果下，体系将发动８通道的单端转化；而当ＭＯＤＥ端衔接到高电平时，在ＷＲ脉冲的效果下，体系将发动４通道差分转化。实践上？在Ｄ０～Ｄ７端呈现的数据一般不会影响到装备寄存器。
３、电路比较
在实践测控和外表运用中，经常会遇到要求多路数据信号一起进行收集的状况。而以往的Ａ／Ｄ采样转化芯片，尽管可进行多路Ａ／Ｄ转化，但各个通道的采样转化是顺次进行的，不能确保各通道的一起采样转化。这种办法下的解决办法有两种：一种是选用单路Ａ／Ｄ转化芯片，并在外部另加采样坚持器，接着将各路输入信号一起进行采样坚持，然后再选用多路挑选器逐次挑选各通路，最终再送入到单路Ａ／Ｄ转化中去。另一种是选用多路Ａ／Ｄ转化芯片，该办法只是在上述电路中省去了多路转化器？这样能确保各路信号的一起采样，图３所示是选用传统Ａ／Ｄ转化芯片时的完成办法。
尽管图３电路能确保各个通道的信号一起采样，可是也存在一些缺陷：
（１）运用这种办法时，每个信号通道有必要外加一个采样坚持器，因而所用器材较多。
（２）电路操控比较复杂，实时性不强。
（３）很多器材在印制电路板上占用空间，既增加了布线的困难，又增加了制板的费用。
（４）体系所用的元器材较多，不利于进一步进步集成度，并且易受搅扰。
因而，选用ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６完成多路信号的一起采样是十分合适的。
此外，这种电路还有如下长处：
（１）每个通道有自己的盯梢／坚持电路，一切的盯梢／坚持采样可一起进行，并且元件数量比较少，从而使电路板占用的空间大大削减。
（２）ＡＤＣ转化器每个通道转化时刻仅为３．６μｓ，因而实时性很强。
（３）可进行单极或双极性、单端或差分等办法的转化，运用规模广。
（４）依据运用场合的不同要求？能够设置输入／输出方式和硬连线方式，因而习惯性较强。
（５）芯片Ｔ／Ｈ放大器的输入阻抗很高，一般不需求输入缓冲。
（６）能够用软件改动装备寄存器来习惯信号的不同要求，并且规划简略，操控简单。
（７）集成度高，电路不易受搅扰。
４、运用实例
信号收集体系是工业目标检测、操控的重要环节。只要正确地将现场数据收集回来才干进行剖析、处理。在工业目标仿真监控设备中，一般由现场传感器取得各类信号，经预处理电路滤波并使其电压值到达Ａ／Ｄ转化器的电压输入规模后，送入Ａ／Ｄ转化器的收集通道。因为本体系不光要求收集现场参数，并且还包含随机搅扰和确定性搅扰等扰动信号，所以对Ａ／Ｄ转化器的多通道采样的一起性要求很高，ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６Ａ正好满意这种要求。
将ＭＡＸ１５６的ＭＯＤＥ端悬空、Ｖｓｓ接－５Ｖ可挑选正负双极性转化的输入／输出方式。ＡＴ８９Ｃ５２作为微处理器，首要用来操控ＭＡＸ１５６按实践需求进行单极或双极性、单端或差分等各种办法的转化，各引脚衔接如图４所示。图中，四路采样信号ＶＩＮ１～ＶＩＮ４经过预处理后，经限幅电路可分别输入到ＭＡＸ１５６的四个模仿输入端ＡＩＮ１～ＡＩＮ４。ＭＡＸ１５６的外部时钟规模为０．５～５ＭＨｚ，所以，电路中将单片机ＡＴ８９Ｃ５２的外部时钟频率１１．０５９ＭＨｚ，经过４位二进制计数器７４ＬＳ９３进行四分频后，送入ＭＡＸ１５６的外部时钟端。采样转化时，ＡＴ８９Ｃ５２给出一个ＷＲ脉冲，并在ＷＲ的下降沿开端转化，此刻ＡＤＣ的ＲＡＭ地址计数器复位到０，在转化完毕后，ＡＴ８９Ｃ５２经过接连ＲＤ的脉冲次序读出ＲＡＭ中的数据。第一次读出的是最低通道的转化成果，后续ＲＤ脉冲次序读出余下通道的转化成果。
在运用ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６时，依据笔者的经历，应留意以下几个问题：
（１）内部的２．５ Ｖ基准源输出端（ＲＥＦＯＵＴ）有必要经过１个４．７μＦ的电解电容和１个０．１μＦ的瓷片电容旁路到模仿地，以确保器材的安稳性。
（２）假如在ＲＥＦＩＮ端接入外部基准源，那么ＲＥ-ＦＯＵＴ有必要接旁路电容，或许将ＲＥＦＯＵＴ端衔接到ＶＤＤ，这样能够避免振动输出和在ＡＤＣ中发生转化噪声，这样做的缺陷是电源关断方式中的电流会比给定值大２５０μＡ。
（３）为了减小耗尽电流？ＭＡＸ１５６内部的参阅电压在电源关断期间将被封闭。当康复正常运转？ＰＤ＝０？时？需求约５ｍｓ的时刻，以使参阅电压在转化履行前给其４．７μＦ旁路电容充电。假如选用一个外部参阅电压？并且在电源关断期间一向坚持？那么，在设置ＰＤ为０后的５０μｓ内，转化就能开端。
（４）ＶＤＤ应经过１个４．７ μＦ的电解电容和１个０．１μＦ的瓷片电容接到模仿地。假如输入信号低于地电平，有必要运用负电源，在这种状况下？ＶＳＳ应经过１个４．７μＦ的电解电容和１个０．１μＦ的瓷片电容接到模仿地，这样可坚持供电电压的安稳。
（５）内部参阅电压需求４．７μＦ和０．１μＦ的电容来并联旁路。假如用外部参阅电压？就需求在紧挨着芯片处经过一个４．７μＦ电容旁路ＲＥＦＩＮ到模仿地？ 也就是说，ＲＥＦＯＵＴ有必要坚持旁路到模仿地或许接ＶＤＤ。
（６）因为ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６的Ｔ／Ｈ放大器的输入阻抗很高，因而，一般不再需求输入缓冲电路。并且ＭＡＸ１５５／ＭＡＸ１５６的一切Ｔ／Ｈ可一起采样。为了得到最佳的转化成果，模仿输入不该高于ＶＤＤ＋５０ ｍＶ或低于ＶＳＳ－５０ｍＶ。
（７） 收集一个通道的输入信号所需求的时刻取决于通道输入电容充电的速度。假如输入信号的源阻抗很高，那么收集时刻就比较长，在这种状况下，两次转化之间的间隔时刻应长一些，收集时刻一般不小于８００ｎｓ。其收集时刻ｔＡＣＱ的计算公式如下？
ｔＡＣＱ＝８？ＲＳ＋ＲＩＮ？×４ｐＦ（不小于８００ｎｓ）
其间，ＲＩＮ应选为１５ｋΩ，ＲＳ为输入信号源电阻
转化时刻ｔＣＯＮＶ则可由下式决议：
ｔＣＯＮＶ＝？２×９Ｎ？／ｆＣＬＫ
其间，Ｎ是转化通道数，ｆＣＬＫ是外部时钟。
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