MAX1403芯片的特點參數(shù)、引腳功能及應用電路介紹

1 概述

MAX1403是一種18位、過采樣的ADC芯片，利用∑-Δ調制器和數(shù)字濾流器實現(xiàn)16位轉換精度。為了得到高輸出的數(shù)據(jù)速度，可選擇數(shù)字濾波因子，并可降低轉換分辨率。

MAX1403能夠提供具有獨立編程（增益從1V/V～+128V/V）的三路真差動輸入通道，并能補償輸入參數(shù)電壓的直流失調。該芯片還具有兩個附加的差動校正通道，它能對增益和失調誤差進行校正。

MAX1403能夠對所有輸入信號進行處理，并通過串行數(shù)字接口向外提供轉換結果。片內數(shù)字濾波器能夠對線路頻率和有關諧波頻率進行處理，并使這些頻率的幅值為零.

MAX1403的主要特點如下：

●分辨率為18位；

●具有8個寄存器；

●功耗低

●具有兩個匹配的傳感器激勵電流源；

●3個真差動輸入或5個偽差動輸入通道；

●2個附加輸入校正通道；

●帶有一個雙向串行通訊接口；

●模擬電源和數(shù)字電源采用獨立供電方式；

●可用軟件控制增益和失調。

2 引腳功能

MAX1403芯片采用28引腳SSOP封裝，它的引腳排列如圖1所示。各引腳功能如下：

CLKIN：時鐘輸入引腳；

CLKOUT：時鐘輸出引腳。

CS：片選輸入引腳。

RESET：復位輸入引腳。

DS1：輔助數(shù)字輸入位1的數(shù)字輸入引腳；

DS0：輔助數(shù)據(jù)輸入位0的數(shù)字輸入引腳；

OUT2：傳感器激勵電流源2；

OUT1：傳感器激勵電流源1；

AGND：模擬地。為模擬電路的參考點；

V+：模擬正電源電壓輸入引腳；

AIN1～AIN6：分別為模擬輸入通道1～6腳；

CALGAIN-：增益校正負輸入引腳；

CALGAIN+：增益校正正輸入引腳；

REFIN-：差動參考負輸入引腳；

REFIN+：差動參考正輸入引腳；

CALOFF-：失調校正負輸入引腳；

CALOFF+：失調校正正輸入引腳；

DGND：數(shù)字地引腳；

VDD：數(shù)字電源電壓輸入引腳。；

INT：中斷輸出引腳；

DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出引腳；

DIN：串行數(shù)據(jù)輸入引腳；

SCLK：串行時鐘輸入引腳；

3 內部結構

MAX1403的內部功能結構圖如圖2所示。

4 主要參數(shù)

主要參數(shù)說明如下：

4.1 工作參數(shù)

MAX1403的推薦工作參數(shù)如下：

●模擬電源電壓（V+）：2.7V～3.6V；

●數(shù)字電源電壓（VDD）：2.7V～3.6V；

●參考電壓：1.25V；

●時鐘頻率：2.4576MHz；

●無漏碼精度：16位；

●模擬輸入電壓：（VAGND-30mV）～（V++30mV）；

●數(shù)字輸入電壓：0.4V～2V；

●數(shù)字輸出電壓：0.4V～（VDD-0.3V）；

●工作溫度：

MAX1403CA1：0～+70℃；

MAX1403EA1：-40～+85℃；

●功耗：2～22mW；

4.2 極限參數(shù)

下面是MAX1403 ADC芯片的極限參數(shù)。

●模擬電源電壓（V+）：-0.3V～+6V；

●數(shù)字電源電壓（VDD）：-0.3V～+6V；

●模擬地與數(shù)字地間的電壓：-0.3V～+0.3V；

●模擬輸入電壓：-0.3V～（V++0.3V）；

●模擬輸出電壓：-0.3V～（V++0.3V）；

●參考電壓：-0.3V～（V++0.3V）；

●所有數(shù)字輸出電壓：-0.3V～（VDD+0.3V）；

●所有其它數(shù)字輸入電壓：-0.3V～+6V；

●時鐘輸入和時鐘輸出電壓：-0.3V～（VDD+0.3V）；

●功耗：50mW。

5 應用電路

下面給出幾個主要的應用電路。

5.1 RTD應用電路

由MAX1403和少量外圍元件組成的3線RTD實用線路如圖3所示。在3線RTD電路中，如果只作用一個電流源，那么引線電阻將會對系統(tǒng)產生誤差，此時200μA電流通過RL1將產生一個誤差電壓并加到PGA的兩上輸入端（AIN1和AIN2）。如果再使用另一個大小和前一個電流源大小相等的電流源。那么該電流源在RL2也將產生一個誤差電壓，其大小和RL1的誤差電壓大小相同，方向相反，從而可保證AIN1和AIN2輸入端的誤差電壓為零。

4線RTD應用電路如圖4所示。該圖與3線RTD線路唯一的區(qū)別是測量輸入端AIN1和AIN2沒有引線電阻產生的誤差電壓。電流源OUT1能夠給RTD提供一個激勵電流，而電流源OUT2提供的電流，在電阻RREF可產生一個參考電壓供調制器使用。在4線RTD應用電路中，模擬輸入電壓里的RTD溫度誤差是由于RTD電流源溫漂產生的，它可以利用改變參考電壓的方式進行補償，從而使輸入端AIN1和AIN2的誤差電壓達到零。

5.2 與單片機的接口電路

由MAX1403和單片機68HC11組成的接口實際線路如圖5所示。

為了獲得最佳效果，可使用一個硬件中斷來監(jiān)視INT引腳和采集新數(shù)據(jù)（硬件中斷有效時）。如果硬件中斷無效或中斷執(zhí)行時間比選擇轉換速率時間長，可使用SYNC位來防止測量時從數(shù)據(jù)輸出寄存器中讀出數(shù)據(jù)。

MAX1403的另一種接口電路如圖6所示。

5.3 4～20mA變送器

由MAX1403和μC/μP及DAC等電路組成的4～20mA變送器如圖7所示。

6 印刷電路板和元件裝接中的問題

為了使ADC獲得最佳的性能，必須使用模擬地和數(shù)字地分開的印刷電路板。在印刷電路板的設計中，特別要注意地線的布置。通常把模擬地和數(shù)字地獨立設置在各自電路中，然后把模擬地和連到一點（星號標志）。
數(shù)字地嚴禁設計在芯片下面，因為這樣會把噪聲耦合給芯片，從而影響ADC正常工作。MAX1403的電源引腳輸入線應盡可能寬，以提供一個低阻抗通道，從而降低電源線上脈沖的影響。

由于MAX1403是高分辨率的ADC，因而電源的耦合電路尤為重要。因此在印制電路板設計時，應對所有的模擬電源輸入都加一級去耦電路，即用10μF鋰電容和0.1μF陶瓷電容并聯(lián)到地。而這些卻耦電路的元件應盡可能靠近芯片的電源引腳，這樣才能獲得更好的去耦效果和消除因引線過線而帶來的干擾。