MAX1065/MAX1066：低功耗14位并行接口模數(shù)轉(zhuǎn)換器的卓越之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）是連接模擬世界與數(shù)字世界的關(guān)鍵橋梁。今天，我們要深入探討MAXIM公司的兩款低功耗14位模數(shù)轉(zhuǎn)換器——MAX1065和MAX1066，它們憑借出色的性能和豐富的特性，在眾多應(yīng)用場景中展現(xiàn)出強(qiáng)大的競爭力。

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產(chǎn)品概述

MAX1065和MAX1066是14位低功耗逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有自動(dòng)掉電功能、工廠校準(zhǔn)的內(nèi)部時(shí)鐘以及高速并行接口。其中，MAX1065為14位寬接口，采用28引腳TSSOP封裝；MAX1066為字節(jié)寬接口，采用20引腳TSSOP封裝。它們均適用于0°C至+70°C的商業(yè)溫度范圍以及 -40°C至+85°C的擴(kuò)展溫度范圍。

這兩款轉(zhuǎn)換器可使用內(nèi)部4.096V參考電壓或外部參考電壓，在不同參考電壓和采樣率下，功耗表現(xiàn)出色。例如，在外部參考電壓下，采樣率為165ksps時(shí)，電流僅為1.8mA；使用內(nèi)部參考時(shí)，電流為2.7mA。在10ksps的AutoShutdown?模式下，供電電流可降至0.1mA。

特性亮點(diǎn)

接口與速度

• 并行接口：MAX1065的14位寬和MAX1066的字節(jié)寬并行接口，為與大多數(shù)微處理器的高速連接提供了便利。
• 高采樣率：最高可達(dá)165ksps的采樣率，能夠滿足高速數(shù)據(jù)采集的需求。

精度與參考

• 高精度：±1LSB的DNL（最大）和±1LSB的INL（最大），確保了轉(zhuǎn)換結(jié)果的準(zhǔn)確性。
• 參考電壓：內(nèi)部4.096V參考電壓，溫度系數(shù)為35ppm/°C，外部參考電壓范圍為3.8V至5.25V，提供了靈活的參考選擇。

低功耗與小封裝

• 低功耗：不同工作模式下的低電流消耗，使其非常適合電池供電的應(yīng)用。
• 小封裝：28引腳和20引腳的TSSOP封裝，節(jié)省了電路板空間，滿足對(duì)空間要求較高的設(shè)計(jì)。

電氣特性

直流精度

• 分辨率：14位分辨率，能夠提供精細(xì)的模擬信號(hào)數(shù)字化結(jié)果。
• 相對(duì)精度：不同型號(hào)的INL誤差有所不同，如MAX106_A為±1LSB，MAX106_B為±2LSB，MAX106_C為±3LSB。
• 其他參數(shù)：包括差分非線性（DNL）、過渡噪聲、偏移誤差、增益誤差、偏移漂移和增益漂移等，都表現(xiàn)出良好的性能。

動(dòng)態(tài)性能

在1kHz正弦波輸入、4.096V峰 - 峰值輸入電壓和165ksps采樣率的條件下，信號(hào) - 噪聲加失真比（SINAD）可達(dá)81 - 84dB，信號(hào) - 噪聲比（SNR）為82 - 84dB，總諧波失真（THD）為 - 99至 - 86dB，無雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）為87 - 102dB，展現(xiàn)出優(yōu)秀的動(dòng)態(tài)特性。

轉(zhuǎn)換速率

• 采樣率：最高可達(dá)165ksps，滿足高速數(shù)據(jù)采集的需求。
• 孔徑延遲和抖動(dòng)：孔徑延遲為40ns，孔徑抖動(dòng)為100ps，確保了采樣的準(zhǔn)確性。

模擬輸入

• 輸入范圍：0至VREF，可根據(jù)參考電壓靈活調(diào)整輸入范圍。
• 輸入電容：40pF的輸入電容，對(duì)輸入信號(hào)的影響較小。

其他特性

還包括內(nèi)部參考、外部參考、數(shù)字輸入/輸出、模擬和數(shù)字供電電壓、供電電流等方面的特性，這些特性共同保證了轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定運(yùn)行。

典型應(yīng)用

MAX1065/MAX1066適用于多種應(yīng)用場景，如溫度傳感器/監(jiān)測、工業(yè)過程控制、I/O板、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、電纜/線束測試儀、加速度計(jì)測量和數(shù)字信號(hào)處理等。在這些應(yīng)用中，其高精度、低功耗和小封裝的特點(diǎn)能夠充分發(fā)揮優(yōu)勢。

工作原理與操作要點(diǎn)

轉(zhuǎn)換操作

采用逐次逼近（SAR）轉(zhuǎn)換技術(shù)，結(jié)合固有的跟蹤 - 保持（T/H）階段，將模擬輸入轉(zhuǎn)換為14位數(shù)字輸出。并行輸出為與微處理器的高速連接提供了便利。

模擬輸入

等效輸入電路采用開關(guān)電容數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC），提供跟蹤 - 保持功能。單端輸入連接在AIN和AGND之間，輸入帶寬為4MHz，可通過欠采樣技術(shù)處理高速瞬態(tài)事件和高頻信號(hào)，但需使用抗混疊濾波以避免高頻信號(hào)混疊。

跟蹤與保持

在跟蹤模式下，模擬信號(hào)被采集到內(nèi)部保持電容上；在保持模式下，T/H開關(guān)打開，電容DAC對(duì)模擬輸入進(jìn)行采樣。采集時(shí)間與輸入信號(hào)的源阻抗有關(guān)，可通過公式計(jì)算。為提高輸入信號(hào)帶寬，可使用寬帶緩沖器驅(qū)動(dòng)AIN。

掉電模式

可通過R/C位在CS的第二個(gè)下降沿選擇待機(jī)模式或關(guān)機(jī)模式。待機(jī)模式下，內(nèi)部參考和參考緩沖器保持開啟，轉(zhuǎn)換后無需等待參考電源啟動(dòng)；關(guān)機(jī)模式下，參考和參考緩沖器在轉(zhuǎn)換完成后關(guān)閉，可大幅降低供電電流，但再次啟動(dòng)時(shí)需要一定的時(shí)間來喚醒和穩(wěn)定。

參考電壓

• 內(nèi)部參考：內(nèi)部參考提供4.096V（典型值）的輸出，可通過REFADJ引腳進(jìn)行微調(diào)。
• 外部參考：可將外部參考連接到REFADJ或REF引腳，使用時(shí)需注意輸入阻抗和負(fù)載電流等參數(shù)。

讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果

EOC信號(hào)用于標(biāo)志轉(zhuǎn)換完成，轉(zhuǎn)換結(jié)果通過D0 - D13并行輸出。MAX1065將結(jié)果加載到14位寬數(shù)據(jù)總線上，MAX1066則通過HBEN引腳切換輸出的高低字節(jié)。

復(fù)位操作

可通過RESET引腳進(jìn)行復(fù)位，也可通過執(zhí)行一次“虛擬”轉(zhuǎn)換來使ADC進(jìn)入已知狀態(tài)。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

布局、接地和旁路

為獲得最佳性能，應(yīng)使用印刷電路板，避免模擬和數(shù)字線路平行布線，將數(shù)字信號(hào)路徑遠(yuǎn)離敏感的模擬和參考輸入。使用獨(dú)立的模擬和數(shù)字接地平面，并在靠近器件處單點(diǎn)連接。對(duì)AVDD進(jìn)行旁路處理，使用0.1μF電容與1μF至10μF低ESR電容并聯(lián)，并保持電容引腳短，以減少雜散電感。

輸入緩沖

大多數(shù)應(yīng)用需要輸入緩沖放大器來實(shí)現(xiàn)14位精度。輸入信號(hào)多路復(fù)用的情況下，應(yīng)在采集后立即切換輸入通道，確保輸入緩沖放大器有足夠的時(shí)間響應(yīng)輸入信號(hào)的變化。

總結(jié)

MAX1065和MAX1066以其低功耗、高精度、高速和小封裝等優(yōu)點(diǎn)，成為高性能、電池供電數(shù)據(jù)采集應(yīng)用的理想選擇。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇參考電壓、工作模式和輸入緩沖等參數(shù)，同時(shí)注意布局、接地和旁路等設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以充分發(fā)揮這兩款轉(zhuǎn)換器的性能優(yōu)勢。你在使用類似的模數(shù)轉(zhuǎn)換器時(shí)，遇到過哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。