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用于双极A到D转换器的单电源RS232接口的技术解决方案

来源:analog 发布时间:2023-07-26

摘要: 为单电源操作设计电路通常是降低生产成本的一种有吸引力的简化方法。然而,许多应用程序只需要一些额外的电源来解决简单的接口问题。

为单电源操作设计电路通常是降低生产成本的一种有吸引力的简化方法。然而,许多应用程序只需要一些额外的电源来解决简单的接口问题。这里给出的例子描述了一个先进的RS232接口如何简化处理双极信号的A到D转换器。

LT1180 RS232收发器包括一个电荷泵,其产生低纹波电源,具有足够的剩余电流,以驱动CMOS a到D转换器和精密电压基准。图1中的电路从单个5V电源工作,并绘制的总静态电流仅为37mA。这些特点使电路的理想应用,必须处理双极信号与最小的支持电子。

A/D转换接口

图1所示、A/D转换接口

LTC1094串行A - D转换器需要低噪声电源和参考电压才能精确工作。(1)这些设计问题通过LT1021精密参考解决,LT1180的V(+)输出提供稳定、低噪声的5V信号。相对较大的存储和滤波电容必须与LT1180一起使用,以将12位系统中的噪声降低到1mV以下。施工时还需要密切注意系统接地的布置等方面的电路板设计,以避免出现噪声问题。

适应双极输入(-5 <V   & lt;5), LTC1094的负轨必须超过极端信号摆动,但低于电源的绝对最大额定值。5.6V齐纳二极管D1提供了足够的偏置,因为V引脚的电流非常小。

A到D转换器通过三根导线与遥控器通信,这三根导线携带时钟、配置字和输出数据。芯片选择信号;CS,由带有峰值检测器的输入时钟产生,由单个PNP晶体管构成。R和C是用来容纳CS引脚低至少一个时钟周期。

假设LTC1094中的逻辑阈值为1.4V,选择R和C的两个有用的经验法则是:设计RC至少为时钟周期的四倍。并选择尽可能小的C以快速启动转换器。的轻微畸变CS信号不重要,因为CS引脚对电平敏感。PNP从干净的参考电源偏置,因此很少有噪声耦合到A到d。额外的缓冲器是不必要的,因为峰值检测器驱动CMOS输入。

LTC1094的操作顺序如图2所示。的CS信号在收到系统时钟后不到1µs的时间内切换到低电平,一个时钟周期后可以发送配置字。在完成转换所需的18个时钟周期之后,时钟必须关闭以允许CS切换到高状态至少2µs -转换之间的最小时间。然后可以重复操作顺序。

LTC1093/4工作顺序示例:差分输入(CH4+, CH5 -),双极模式

图2、LTC1093/4工作顺序示例:差分输入(CH4+, CH5 -),双极模式

MSB第一数据(MSPF = 1)

单个转换周期如图3所示。LT1180的最大数据速率限制时钟速度为100k波特。输入电压为3.33V,产生1和0交替的位模式。轨迹B显示芯片选择信号,轨迹C显示系统时钟的门控脉冲。图4列出了使用LTC1294的12位转换器的完整转换周期。对于这个例子,门控信号被调整以允许两个额外的数据位。

10位转换接口

图3、10位转换接口

12位转换接口

图4、12位转换接口

参考电路

注1:请参阅LTC1094/LTC1294的数据表。

注2:关于接地和低噪声电路设计的一个很好的参考文献是:《一个IC放大器的用户指南:去耦、接地和使事情变好》,作者Paul Brokaw,器件应用笔记。

注3:图1中的LTC1094直接替换为LTC1294,电路没有变化。

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