12位串行AD转换器的原理及应用开发

　　1 引言

　　MAXl224/MAXl225系列12位模/数转换器(ADC)具有低功耗、高速、串行输出等特点，其采样速率最高可达1.5Ms/s，在+2.7V至+3.6V的单电源下工作，需要1个外部基准源;可进行真差分输入，较单端输入可提供更好的噪声抑制、失真改善及更宽的动态范围;同时，具有标准SPITM/QSPITM/MI-CROWWIRETM接口提供转换所需的时钟信号，可以方便地与标准数字信号处理器(DSP)的同步串行接口连接。

　　MAX1224允许单极性模拟输入，MAX1225允许双极性模拟输入。该系列转换器可运行于局部关断模式和完全关断模式，能够将2次转换之间的电源电流分别降低至1mA(典型值)和1μA(最大值);具有1个独立的电源输入，可直接与+1.8V到VDD的数字逻辑接口。此外，该系列还具有转换速度高、交流性能好和直流准确度高等特性。

　　MAX1224/MAX1225的主要特点如下：

　　●1.5Ms/s采样速率;

　　●功耗仅18mW(典型值);

　　●关断电流仅1μA(最大值);

　　●高速、SPI兼容、3线串行接口;

　　●525kHz输入频率下69dB的S/(N+D);

　　●内部真差分采样，保持(T/H);

　　●外部基准源;

　　●无流水线延迟。

　　2 封装及引脚功能

　　MAXl224/MAXl225采用小巧的12引脚TQFN封装，其引脚排列如图1所示。各个引脚的功能如表l所示。

　　3 内部结构及工作原理

　　MAX1224/MAX1225采用输入采样，保持和逐次逼近寄存器(SAR)电路，将模拟输入信号转换为12位数字输出信号。串行接口仅需要3条连接线(SCLK、CNVST和DOUT)，提供了与微处理器(μP)和DSP的便利连接。图2给出简化的MAX1224/MAX1225内部结构。

　　3.1真差分模拟输入采样/保持器

　　MAXl224/MAXl225的输入结构由采样/保持器、比较器及开关型数，模转换器(DAC)构成。在上次转换的第14个SCLK上升沿，采样，保持器进入其采样模式。一旦上电，采样/保持器就立即进入其采样模式。输入电容器正极连接至AIN+，输入电容器负极与AIN-相连。在CNVST的下降沿采样/保持器进入保持状态，转换正负输入之间采样的差值。采样/保持器采集输入信号所需的时间取决于其输入电容器的充电速度。如果输入信号源的阻抗较高，那么采样时间会延长。