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构成一个8通道16位测量系统的技术方案

来源:analog 发布时间:2023-08-16

摘要: 通过USB进行16位电压测量

本应用笔记介绍了一个简单的电路,该电路将ADC与一个小型USB模块结合在一起,构成一个8通道16位测量系统。MAX1168 ADC的特点。

USB现在是连接个人电脑的首选接口。USB可用于所有现代pc,具有标准连接器,可为外围设备提供高达100mA的+5V电压。

图1电路将MAX1168 16位ADC与一个小型USB模块(USBMicro U421)结合在一起,构成一个简单的8通道16位测量系统。

基于Cypress CY7C63743控制器,U421提供多达16条I/O线,并可选择使用其中一些线作为SPI 端口。作为人机接口设备(HID),它的传输速度高达800Bps。SPI时钟频率可设置为62.5kHz、500kHz、1MHz、2MHz。U421上的固件允许对SPI读写设备进行通用访问。由于U421包含额外的引脚作为通用I/O,它可以将它们用作寻址多个SPI设备的从选线。其中一条线路控制MAX1168芯片选择输入。

MAX1168是一款低功耗16位ADC,具有8个输入通道和一个SPI接口。它从单个+5V电源运行,包括一个4.096V参考和时钟振荡器。它可以转换单个通道,在一个通道上执行多个转换,或顺序扫描通道,将数据存储在芯片上。

ADC的采样和保持器必须对其45pF保持电容器充电,并在3µs内获取输入电压;它必须由一个快速放大器驱动。之所以选择MAX4230放大器进行设计,是因为它具有10MHz带宽,2V/µS压摆率,轨对轨输入和输出,并从单个+5V轨(低至2.7V)工作。它有两种版本和四种版本。其偏置电流(50pA,类型)允许显著的输入阻抗而不影响精度。为了提供缩放(10:1的电阻分压器为1/11)和输入过压保护,图1在每个缓冲放大器的输入端包括MAX5490 100k欧姆精确匹配的电阻分压器。该配置允许最大可读输入45V,分辨率略低于1mV(687.5µV)。在本设计中,5V电源来自USB端口,并进行了一些额外的滤波以降低噪声。


图1所示 这个简单的数据采集系统通过USB接口提供8个16位数据通道。
更详细的图片(PDF, 248kB)

评价软件是用Visual Basic编写的。Net (Standard)和命令通过DLL文件(USBm.dll)提供给U421。演示程序将MAX1168设置为扫描所有8个通道并显示结果。当您运行程序时,将出现一个表单(图2),它允许您设置参考电压(允许输入分压器)、设置扫描时间,并选择8个通道中的任何一个在屏幕上进行绘图。评估软件可从www.maximintegrated.com/MAX1168DI下载。


图2 图1系统的软件允许您设置操作参数并观察所选通道。

感谢USBmicro (usbmicro.com)的Robert Severson对界面的帮助。

这个设计理念出现在2006年5月25日的《EDN》杂志上。



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