MAXl320型A/D转换器及其在微机保护中的应用

2006-09-12 14:46:12来源: 国外电子元器件 关键字:旁路  寄存器  采样

1 概述
  
随着芯片制造工艺的不断发展及用户对数据实时性要求的不断提高。同时采样A/D转换器在实时性方面的巨大优势使其应用越来越广泛。MAXl320是Maxim公司最新推出的并行14位8通道同时采样器.其基本特征和参数如下:
  ●速度高,转换8通道的时间可达3.8μs,每通道的吞吐量达到250kps;
  ●模拟供电电压+4.75V一+5.25V。数字供电电压+2.7V~+5.25V,无需电平转换便可以直接与绝大多数的处理器直接相连;
  ●电压转换范围为+5V;
  ●16.6MHz的14位双向并行接口可与高速CPU直接相连;
  ●无需校准;
  ●双极性输入,无需负电源,提供+16.5V过压保护;
  ●先进,先出(FIFO)功能,减少接口开销,并可在转换结束或转换之间读取转换结果;
  ●典型模拟电流输入为.46mA.最大数字电流输入为1.6mA.典型输入阻抗8.66kΩ;
  ●动态特性:SFDR=90dBc.SINAD=76.5dB,直流精度为±2LSB INL,±ILSBDNL;
  ●7rmnx7mm,48引脚TQFP封装;
  ●可工作在扩展级温度范围(一40°~+85℃)。

2 内部结构及引脚功能
  MAXl320内部集成了带宽为IOMHz的S/H、+2.5V参考电压、内部时钟、8x14位SRAM以及选通采样通道的配置寄存器
等。MAXl320内部结构如图1所示。

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  其中配置寄存器的设置如下:数据位DO—D7依次对应于模拟输人通道CHO—CH7.向其位写1选择相应通道,写O则关闭该通道。配置寄存器需同ALLON引脚一起决定通道是否选通。

  引脚功能说明:
  AVDD:模拟电源输入引脚。接+4.75V一+5.25V模拟电源;
  AGND:模拟地;
  CH0一CH7:模拟量输入通道CH0一CH7;
  MSV:中值电压旁路
  INTCLK/EXTCLK:时钟模式选择输入。该引脚接AVm选择内部时钟,接AGND选择外部时钟输入;
  REFMS:中值基准旁路或输入。应用时需将REFMS与REF连接。若采用内部基准.用一个不低于0.01μF。的电容将REFMS/REF节点旁路到AG-ND;若采用外部基准,用+2V一+3V的外部电压驱动REFMS/REF节点:
  REF+:正基准旁路。应用时用一个0.1μF电容将REF+旁路到AGND,同时用一个2.2μF。电容和一个O.1μF电容将REF+旁路到:REF-;
  REF一:负基准旁路;应用时用一个0.1μF电容将。REF-旁路至AGND。同时用一个2.2μF电路和一个0.1μF电容将REF一旁路到REF+;
  DO—D13:14位并行数据总线;
  DVDD:数字电源输入引脚;
  DGND:数字地;
  EOC:转换结束输出。低电平表明一次转换结束。在下一个CLK(上升沿或CONVST下降沿时变回高电平;
  EOLC:最后转换结束输出。低电平表明最后一个通道的转换结束。当CONVST跳变到低电平为下一次转换时序做准备时,EOLC跳变到高电平;
  CLK:外部时钟输入引脚;
  SHDN:掉电输入引脚。该引脚为低电平选择正常模式,为高电平选择掉电模式。器件进入低功耗状态;
  ALLON:通道使能输入。该引脚接高电平使能所有的输入通道(12H0一CH7),接低电平则只有被选中的通道才进行A/D转换;
  CS:片选输入,低电平选通电路;
  RD:读选通.将RD置为低电平将启动一次并行数据总线的读操作;
  WR:写选通。将WR置为低电平将启动一次写操作,主要是对配置寄存器的操作;
  CONVST:启动转换输入引脚。CONVST为高电平时将启动转换过程。模拟输入在CONVST的上升沿采样。

3 MAXl320典型连接
  MAXl320的典型连接如图2所示.其中DVm引脚可接至+2.7V~+5.25V的数字电压。值得注意的事。为了提高A/D转换的精度。最好将数字地和模拟地分开走线.然后用零欧姆电阻或磁珠在一点相连。

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4 在微机保护中的应用
  在电力系统微机保护中.对各种模拟量的实时性要求很高.而MAX1320的同时采样和高速转换功能很好的解决了这个问题。在笔者参与设计的一套基于DSP的微机保护装置中.采用两片MAXl320采集16路电压电流信号.不但大大简化了采样部分软硬件设计的工作量。而且很好的解决了各种模拟量的速度和精度问题.从而使该套微机保护装置的整体性能得到极大的提高。

  在硬件设计方面,DSP采用TI公司的TMS320LF2407A,通过地址线A14、A15和DSP的外部I/O空间选通引脚IS译码选通MAXl320。DSP的IOPBl和IOPB2接两片MAX1320的CONVST引脚来启动A/D转换(可以选择8路或16路同时采样),MAXl320的EOLC引脚接DSP的IOPB3和IOPB4.通过查询这两个引脚来判断A/D转换是否完成。图3是MAXl320应用于微机保护系统采样部分的结构框图。

关键字:旁路  寄存器  采样

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