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MAXl55/MAXl56的功能特点及在雷达高频传输系统中的应用

在某些测量与控制领域,要求A/D转换器具有多通道同时跟踪/保持(T/H)功能,以消除输人通道采样时间的不同。美国MAXIM公司推出的MAXl55/MAXl56A/D转换器是比较典型的一款,MAXl55/MAXl56A/D转换器每一个通道都有自己的T/H,并且所有的T/H在同一时刻采样,MAXl55/MAXl56A/D转换器还有一个2.5V的内部基准和电源关断功能,以提供完整的数据采集系统,结合在雷达高频传输系统监控装置中使用该芯片的体会,本文将对MAXl55/156的结构、功能特性及其工作原理做简单介绍。

1MAXl55/MAXl56的总体结构和主要功能

MAXl55/MAXl56是高速、多通道的8位模数转换器ADC),MAXl55有8个模拟输入通道,MAX156有4个模拟输入通道。每一个通道都有自己的T/H在同一时刻取样。转换器在3.6μs内转换完一个通道,并且将结果存储在片内的8X8RAMsunbet登录入口中。当工作于+5V的单电源时,MAXl55/MAXl56可以工作于单极性或者双极性,进行单端或者差分转换。其内部结构如图l所示。

MAXl55有28脚DIP封装和宽SO封装如图2所示,MAXl56有24脚窄塑料DIP和28脚宽SO封装。

sunbet登录入口2MAXl55/MAXl56的引脚说明

sunbet登录入口3MAXl55/MAXl56的基本工作原理

MAXl55/MAXl56包含一个3.6μs的逐次比较型ADC和8/4个跟踪和保持输入端。当转换开始,所有的AIN端同时采样。各通道是否采样取决于他们是否被选中。进行单通道或者多通道转换都需要预先请求,且通道可以是单端和差分混合的。ADC的结果被存人片内RAM中。

给出一个WR脉冲,在WR的上升沿,MUX配置寄存器数据;在WR的下降沿,所有的输入开始采样。访问转换结果是用连续的RD脉冲来自动地从通道0开始顺序访问RAM。每一个RD脉冲将RAM的地址计数器加1。在多通道转换中,当WR变为低时,RAM地址计数器复位到0。在装载RAM地址(A0~A2)的同时使D4/INH为1,可设置地址并禁止转换,然后执行一条读操作,可以读出RAM的任一地址。

4MAXl55/MAXl56的接口时序

当MODE输入端口开路sunbet登录入口时,为软配置模式。在软配置模式中,MUX配置寄存器决定转换的类型。在WR的上升沿,寄存器被更新。在转换开始后,BUSY端变为低,转换从选定的最低通道开始顺序进行。当BUSY变为高以后,转换结果存储到RAM中。在转换结束后,微处理器可以用连续的RD脉冲访问RAM中的数据。第一次读出的数据是最低通道的转换结果,后续的脉冲顺序读出余下的通道的转换结果。

对于较简单的应用场合,MODE和Vss端的连线可用来指定转换的类型,如表2所示。在这种模式下,不使用配置寄存器,所以D0~D7端的输人数据被忽略。例如,MODE端连接到低电平,在WR脉冲作用下,将启动8通道的单端转换;MODE端连接到高电平,在WR脉冲作用下,将启动4通道差分转换。在DO~D7端出现的数据不影响配置寄存器。

sunbet登录入口5MAXl55/MAXl56在雷达高频传输系统中应用

sunbet登录入口雷达的高频传输系统接于发射机、接收机和天线之间,是整个收发系统的重要组成部分,主要承担着将发射机产生的大功率高频能量顺利高效地送达天线,再将天线的微弱信号馈送到接收机的功能。因此,他的工作状态好坏直接关系到收发系统乃至整部雷达性能的发挥。由于系统在大功率高频状态下工作,相关器件容易受损低(失)效,造成系统主要性能指标达不到要求,使高频能量不能有效传输、漏功超标,从而产生连锁反应,导致相关器件受损或烧坏。不但经济损失严重,而且使整个系统无法正常工作。为了避免上述情况的发生,加装高频传输系统监控保护装置,通过对系统中相关器件的工作状态实施定量实时的监控和安全保护,就可大大提高维修保障工作的针对性和有效性,将从根本上改变目前这种落后的监控手段,使雷达的保障水平和能力产生一个质的飞跃。图3所示为系统结构图。

在雷达高频传输监控装置中,由专用的传感器获得取样信号,经预处理电路滤波去噪使其电压值达到A/D转换器的电压输入范围,单片机采用查询方式获得A/D转换器的各路峰值检测的平均值,由单片机驱动显示出各路工作状态,在传输系统发生故障时,单片机调用报警子程序,若连续三次取样值超限,则发出声光报警并驱动发射机高压保护电路。由此可见,系统对A/D转换器的多通道的T/H功能提出很高的要求,所以我们采用了美国美信公司的MAXl55/MAXl56A/D转换器。

采用MAXl55的MODE端接地,Vss接一5V的8通道模式采样,MCS-51给出一个WR脉冲,在WR的下降沿转换开始,此时ADC的RAM地址计数器复位到0,在转换结束后,MCS-51通过连续RD的脉冲顺序读出RAM中的数据。第一次读出最低通道的转换结果,后续RD脉冲顺序读出余下通道的转换结果。图4所示为MAXl55与MCS-8051的接口电路图。

6应用中应注意的几个问题

内部的2.5V基准源输出端(REFOUT)必须通过1个4.7μF的电解电容和1个0.1μF的瓷介电容旁路到模拟地,如果输入信号低于地电平,必须使用负电源,以保证器件的稳定性。

如果在REFIN端接人外部的基准源,那么REFOUT必须接旁路电容,或者将REFOUT端连接到VDD)禁止他,以防止振荡输出和在ADC中产生转换噪声,但缺点是电源关断模式中的电流会给定值大250μA。

MAXl55/MAXl56的T/H放大器的输入阻抗很高,一般不需要输入缓冲。MAXl55/MAXl56所有T/H同时采样。为得到最佳结果,模拟输入不应高于VDD+50mV或低于Vss一50mV。T/H采集一个通道的输入信号所需要的时间,取决于通道输入电容充电的速度。如果输入信号的源阻抗很高,那么采集时间就长,两次转换之间的间隔时间应长一些,采集时间一般不小于800ns。

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