1 概述
模数转化器（ADC）是计算机操控体系中的重要部分。依据数字信号的输出方法可分为并行和串行两大类。并行ADC尽管数据传输速度快，但引脚多、体积大、占用微处理器接口多；串行ADC具有体积小、功耗低、占用微处理器接口少的长处，并且传输速率较高，因而运用日渐广泛。
MAX1072／MAX1075是Maxim公司推出的低功耗、高速、串行输出10位模数转化器。该器材的最高采样速率为1.8 MS／s，具有真差分输入，与单端输入比较可供给更好的噪声按捺以及广泛的动态规模。MAX1072／MAX1075作业在+4.75 V～+5.25 V单电源电压，需求一个外部基准。MAX1072与MAX1075的不同点在于：MAX1072答应单极性模仿输入，而MAX1075答应双极性模仿输人。
MAX1072／MAX1075具有高转化速度、低功率损耗、沟通功用好以及直流精度高（±0.5 LSB INL）等长处，十分合适工业进程操控、数据收集、便携式外表等运用。MAX1072／MAX1075的首要特色如下：
功耗仅45 mW（典型值）；
关断电流仅1 μA （最大值）；
高速、SPI兼容的3线串行接口；
525 kHz输入频率下S／（N+D）为61 dB；
内置真差分采样／坚持（T／H）；
外部基准；
无流水线延时；
小尺度12引脚TOFN封装。
2 引脚阐明
MAX1072／MAX1075的引脚摆放如图1所示，其引脚功用阐明见表1。
3 结构原理
MAX1072／MAX1075选用输入采样／坚持和逐次迫临寄存器（SAR）电路，将模仿输人信号转化为10位数字输出。数据输出选用串行接口，仅需求3根数字衔接线（SCLK、CNVST和DOUT）。十分便利与微处理器衔接。MAX1072／MAX1075的内部结构原理图如图2所示。
在初始上电后，MAX1072／MAX1075需求一个完好的转化周期初始化内部校准电路。一旦上电，采样／坚持器就当即进入采样形式。当CNVST的下降沿时，采样／坚持器进入坚持状况，由SCLK供给转化时钟，发动内部的逐次迫临转化进程。转化完毕后，数据从DOUT串行移出，串行接口的时序如图3所示。
如图3所示，因为模数转化需求必定的时刻，所以只需在SCLK的第4个上升沿后，DOUT才开端移出有用的转化数据。在每个SCLK上升沿之后DOUT输出各位数据，并且在SCLK的下一个上升沿后坚持4 ns，首先在DOUT输出的转化数据成果是MSB位，其他位顺次输出。因为共有10个数据位、2个子位（S1和S0）和3个引导零位，所以至少需求16个时钟上升沿才干移出一切数据。
4 典型运用
温度丈量是工业进程操控体系中的重要环节，热电偶或热敏电阻被广泛用于将温度转化为电信号输出，以便可以用于操控体系。这种电信号一般很弱小并且遭到噪声、失谐和增益差错的影响。在对电桥的输出信号数字化处理之前，必须先将其进行扩大和失调处理，以便与数模转化器（ADC）的输入规模相匹配，然后再滤除噪声。
笔者规划的温度丈量体系的首要功用是完结实时温度循环丈量与显现。首要用于工业现场中的加热炉以及具有较高温度的场合，其测温规模是0℃～1 200℃，差错要求小于±5℃。因为热电偶得到的信号往往是弱小的电信号，它需求经过扩大才干为下一级电路才干运用，常用的扩大电路有根本扩大器、数据扩大器等。其间，数据扩大器是一种组合式的扩大器电路，具有很高的输入阻抗、较低的失调电压、很小的温度漂移和较高的增益，更重要的是这种扩大电路具有强壮的按捺共摸搅扰的才能。广泛运用于热电偶温度计、应变丈量桥、流量计和生物医学丈量等许多技术领域。
数据扩大电路如图4所示，该电路由2个运算扩大器和多个电阻组成，其间A1，A2应挑选高输入阻抗的运算扩大器以确保丈量的高精度，扩大器电阻的挑选应是对称的。A1，A2都选用同相扩大器接法。热电偶在工业现场收集的信号不可防止地搀和有其他的搅扰信号。图4中输入端的两个电容具有滤波功用，其间22μF的电容可滤去高频信号，0.1μF的电容可滤去低频信号；电阻R2的作用是调零；电阻R3作用是浮置，进步电压；A1、A2两个运算扩大器组成的电路对信号进行扩大，使输入信号转化为ADC可辨认的信号U1、U2。如热电偶在工业现场收集的信号为0 mV～16.34 mV，扩大至0 V～5 V。则扩大倍数为306，只需调理R6即可。
在温度丈量体系的规划中，选用AT89C51进行操控。数据扩大电路输出的差动信号U1、U2经过MAX1075进行MD转化，然后输入AT89C51单片机完结实时温度循环丈量与显现功用。温度丈量体系电路衔接如图5所示。
热电偶收集现场温度，由数据扩大电路将检测到的细小信号转变为A／D转化器可转化的差动信号U1、U2；差动信号别离接到MAX1075的AIN+和AIN-端。MAX1075转化发动端CNVST由单片机经P11引脚宣布信号选通；转化成果由P10引脚从ADC的串行数据输出端DOUT读入单片机；读取转化数据的串行时钟输入端SCLK可由P12引脚顺次宣布凹凸电平构成。这样，在AT89C51的操控下将A／D转化后的数据传送到单片机中进行处理。
在运用MAX1075时应留意以下事项：
1） 采样／坚持器收集输入信号所需的时刻取决于其输入电容的充电速度，假如输入信号源的阻抗较高，那么采样时刻会加长；
2） 为防止高频搅扰信号，应选用抗混叠滤波器；
3） 为确保正确转化，ADC两个输入端电压都不能超越VDD或许低于GND；
4） 在两次转化之间，这些器材可处于部分关断形式或彻底关断形式，别离使电源电流下降至1mA（典型值）和1μA（最大值）；
5） 假如需求模数转化接连作业，则应在第14个和第16个SCLK上升沿之间将CNVST拉高，当器材接连转化时，具有最高的数据吞吐率；
6） 外部基准源REF引脚运用4.7 μF和0.01μF的旁路电容，可使功用到达最佳。
5 完毕语
低功耗、高速、串行输出10位模数转化器MAX1072／MAX1075具有单电源供电、占用微处理器口线少、易于衔接等长处，并且具有真差分输入，具有更好的噪声按捺才能，下降了失真，并在单端输入下具有更宽的动态规模。笔者在温度丈量体系的规划中选用该器材，不光简化了电路规划，还进步了丈量精度，简化了规划和调试进程。
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