eng
Выпуск #1/2012
Павел Чуприна
Современные ЦАП и АЦП с низким энергопотреблением компании Maxim – отличные решения для миниатюрных систем различного назначения
Современные ЦАП и АЦП с низким энергопотреблением компании Maxim – отличные решения для миниатюрных систем различного назначения
Просмотры: 2758
Компания Maxim Integrated Products была основана в 1983 году в местечке Саннивэйл (Солнечная долина), штат Калифорния. Сегодня она – признанный мировой лидер на рынке аналоговых и аналого-цифровых полупроводниковых компонентов, выпускает 29 основных видов продукции и выполняет 160 технологических процессов (в компании освоена также 180-нм технология на 300-мм полупроводниковых пластинах). Продуктовая линейка компании включает в себя микроконтроллеры, ЦАП и АЦП и десятки микросхем для волоконно-оптической, проводной и беспроводной связи, множество специализированных микросхем для автомобильной промышленности, аудио- и видеоприменений и т.п. Более 500 специализированных заказных ИС разработано компанией совместно с заказчиками.
Ежегодно компания выпускает более 300 новых микросхем (т.е. фактически ежедневно предлагает миру новое изделие) и 23,8% оборотных средств расходует на научные разработки. При этом, обслуживая более 40 тыс. потребителей, 70% продаж она осуществляет вне США. Компания поддерживает 24 собственных офиса, 40 технических центров разработки и 11 полупроводниковых фабрик и центров тестирования по всему миру.
Фирмой Maxim с 1993 года выпущено свыше 2100 аналоговых ИС – больше, чем любой другой фирмой отрасли. Свыше 1800 приборов разработано непосредственно сотрудниками фирмы. В России продукция Maxim доступна через официального дистрибьютора – ЗАО "Рэйнбоу Электроникс".
Далее дан краткий обзор новой продукции компании Maxim.
Аналого-цифровой преобразователь MAX11645 (рис.1) был представлен компанией в декабре 2010 года. Компактный двухканальный АЦП применяется в современных миниатюрных устройствах, где требуется низкое энергопотребление.
Расположение выводов в виде матрицы с шагом 0,5 мм облегчает трассировку четырехслойных печатных плат, а высота корпуса 0,64 мм позволяет монтировать ИС на обеих сторонах печатной платы. Конструкция АЦП дает возможность минимизировать как количество внешних компонентов, так и общие габариты разработки, при этом требуется лишь один развязывающий конденсатор (0,1 мкФ) в блоке питания. Благодаря сочетанию компактных размеров с минимальной в своем классе рассеиваемой мощностью (18 мкВт при времени преобразования 1 мс) MAX11645 отлично подходят для схем электросчетчиков, портативных электронных устройств и для обработки результатов измерения параметров (напряжения, тока, температуры) в сетях и компьютерах.
MAX11645 может работать со скоростью преобразования до 94 квыб./с, т.е. в 28 раз быстрее существующих преобразователей в сравнимых по габаритам корпусах. Потребляемая мощность уменьшена за счет того, что большую часть времени ЦАП пребывает в дежурном режиме. MAX11645 работает от источника питания, напряжение которого может варьироваться в диапазоне от 2,7 до 3,6 В, и имеет источник опорного напряжения 2,048 В. Представленный 12-разрядный АЦП обеспечивает соотношение сигнал-шум на уровне 70 дБ, интегральную и дифференциальную нелинейность – на уровне ±1 LSB (Least significant bit), температурный дрейф – 0,3 · 10-6/°C. При 12-разрядной точности ИС работает с входными сигналами двух диапазонов от 0 до опорного напряжения VREF (однополярный режим) или ±VREF/2 (двухполярный режим).
Повыводная и программная совместимость 2-, 4-, 8- и 12-канальных, 8-, 10- и 12-разрядных АЦП позволяет разработчикам легко изменять габариты, производительность и стоимость разработки. MAX11645 имеет интегрированное запоминающее устройство FIFO (First input – first output) и режим сканирования. Полностью оценить возможности и выбрать АЦП семейства MAX116xx можно по реферативным таблицам.
Для приложений, в которых не требуется 12-разрядная точность, доступны комплекты разработчика для 4-, 8- и 12-канальных версий (MAX11613/MAX11615/MAX11617) этих ИС. Диапазон рабочих температур от -40 до 85°С. АЦП выпускается в корпусе типа WLP с 12 выводами и в µMAX с восьмью выводами.
MAX11645 – двухканальный, двунаправленный 12-разрядный АЦП, имеет встроенную схему фиксации сигнала T/H (track hold – предотвращение искажения сигнала шумами на короткий отрезок времени), встроенный источник опорного напряжения, встроенный тактовый генератор и двухпроводной интерфейс I2C. Устройство оптимизировано для шины I2C и для управления данными ввода-вывода, где часто требуется высокая скорость и выход без нагрузки. Величина тока потребления 0,9 мА. Типовая схема подключения АЦП представлена на рис.2.
Области применения: измерительное оборудование с питанием от аккумуляторов, переносное портативное оборудование, медицинский инструментарий, системы мониторинга источников питания, системы с питанием от солнечных батарей, системы управления.
Цифроаналоговые преобразователи MAX5214 (14-битный) и MAX5216 (16-битный) со сверхнизким энергопотреблением (рис.3) представлены компанией Maxim в январе 2011 года.
При токе потребления 80 мкА эти ЦАП существенно увеличивают время работы портативных устройств от аккумуляторов. Максимальная в своем классе точность преобразования, небольшие габариты корпуса и низкий ток потребления делают их одинаково подходящими как для подключения датчиков по двухпроводному интерфейсу с целью измерения слаботочных сигналов, так и для систем, критичных с точки зрения потребляемой мощности.
Возможность программирования ЦАП MAX5214 и MAX5216 обеспечивает их гибкость и эффективность, что позволяет применять данные ИС в таких системах с ограниченным энергетическим бюджетом, как, например, глюкометры. В этих устройствах ИС имеет в рабочем режиме ток потребления 80 мкА, а при отключении потребляемый электрический ток снижается до 0,4 мкА, что позволяет существенно увеличить время работы. Кроме того, при включении MAX5214 и MAX5216 происходит сброс выхода ЦАП к уровню нуля, что повышает надежность работы приложений, в которых вентили и датчики должны находиться в пассивном состоянии при включении питания.
Представленные ЦАП MAX5214 и MAX5216 имеют лучшую в своем классе точность – интегральная нелинейность во всем рабочем диапазоне составляет ±0,25LSB и ±1LSB, соответственно. Они отлично подходят для применения в высокопроизводительных системах, выполняющих повторяющиеся рабочие циклы в течение длительного времени с высокой заданной точностью (например, в двигателях и роботизированных механизмах).
В ЦАП MAX5214 и MAX5216 встроен буфер, который позволяет снизить как количество внешних компонентов в разрабатываемом устройстве, так и его габариты. Встроенный буфер упрощает и разработку устройств. MAX5214 и MAX5216 работают в расширенном температурном диапазоне – от -40 до 105°C. Обе ИС выпускаются в компактном 8-выводном корпусе µMAX (3×3 мм).
Отличительные особенности ЦАП MAX5214 и MAX5216:
широкий диапазон напряжения источника питания – от 2,7 до 5,25 В;
буфер работает с выходным сигналом, имеющим размах, равный напряжению питания;
высокоскоростной 50-МГц, трехпроводной последовательный интерфейс, совместим с SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP;
для непосредственного подключения оптоэлектронной пары используются входы с гистерезисом (триггер Шмита на входе);
активный низкий логический уровень сигнала CLR сбрасывает выходной код в состояние "0";
высокое входное сопротивление для снижения потребляемой мощности;
буферизация входа позволяет непосредственно управлять нагрузкой 10 кОм;
ток потребления – 0,07 мА.
Схема подключения ЦАП приведена на рис.4.
Области применения: датчики с двухпроводным интерфейсом, оборудование для автоматизированного тестирования, системы автоматической регулировки; коммуникационные системы, устройства регулировки усиления и задания напряжения смещения, портативная измерительная техника, управление усилителями мощности, управление промышленными процессами, программируемые источники напряжения и тока, переносное портативное измерительное и медицинское оборудование (глюкометры и т.д.).
В октябре 2011 года компания Maxim представила первый в отрасли высокоинтегрированный преобразователь энергии для интеллектуальных измерений – MAX17497. Это однокристальное решение для коммуникационных и измерительных плат в приложениях интеллектуального учета электроэнергии. Высокий уровень интеграции упрощает разработку, добавляет гибкости, увеличивает точность и надежность, а также уменьшает конечную стоимость продукта и экономит место на печатной плате. Представленная микросхема идеально подходит как для систем интеллектуальных измерений и "умных" сетей, так и для автоматизации производства.
MAX17497 объединяет в себе управляющую схему, требуемую для универсального входа (от 85 до 265 В), и неизолированный обратноходовой преобразователь. Также во вторичной цепи добавлен синхронный понижающий DC/DC-преобразователь с интегрированными MOSFET-транзисторами. Это дает возможность обеспечить питание драйверов систем связи по линиям электропередачи (PLC) или RF-передатчиков, PLC/RF модемов (2,5/3,3 В), автоматических выключателей и жестко регулируемых источников питания чувствительных метрологических устройств и приложений, выполненных в виде систем-на-кристалле.
Спроектированный для работы на частотах 250/500 кГц обратноходовой преобразователь не работает на частотах, используемых в коммуникационных схемах приложений интеллектуальных измерений, и, таким образом, уменьшает частотную интерференцию и улучшает характеристики устройства. Частота обратноходового стабилизатора и вторичного DC/DC-преобразователя может быть оптимизирована с учетом магнитных компонентов и компонентов фильтра приложений интеллектуального учета.
MAX17497 увеличивает надежность и точность всей системы посредством различных, устанавливаемых пользователем, порогов и настроек защиты. Входы для установки порогов блокировки при пониженном напряжении и перенапряжении могут программироваться. Защита от превышения температуры и короткого замыкания, а также сигнал "Питание в норме" значительно повышают уровень безопасности системы. MAX17497 выпускается в миниатюрном корпусе TQFN размером 3×3 мм. Может работать в температурном диапазоне от -40 до 125°C.
В сентябре 2010 года компания Maxim представила семейство 12-, 10- и 8-разрядных АЦП со скоростью выборки 2–3 Мвыб./с – MAX111хх.
Семейство включает восемь устройств (табл.1), имеющих разную разрядность (12-/10-/8 бит), скорость преобразования (2–3 Мвыб./с) и количество каналов (2/1). Основное назначение ИС – увеличение времени работы устройств от аккумулятора, при этом потребляемая мощность ИС составляет всего 9,9 мВт, что на 32% меньше по сравнению с конкурирующими решениями. В дополнение надо сказать, что АЦП этого класса могут работать непосредственно от линии питания 2,2 В. Короткий временной интервал включения и отключения дает возможность использовать АЦП в пакетном режиме, что позволяет минимизировать время ИС в режиме активного потребления энергии. АЦП отлично подходят для применения в устройствах с питанием от аккумуляторов, автомобильной электроники, в системах с питанием от солнечных батарей и систем мониторинга.
Низкое потребление без ущерба производительности позволяет применять новое семейство АЦП в жестких промышленных условиях: с точки зрения соотношения сигнал-шум 70,5 дБ и отношения полного сигнала к полному уровню помех 70 дБ. Цифровой интерфейс ИС работает при напряжении в диапазоне от 1,5 до 3,6 В, что позволяет без использования преобразователя уровней подключать к нему различные устройства с последовательным SPI-подобным интерфейсом.
Повыводная совместимость устройств предоставляет разработчикам широкие возможности выбора с точки зрения разрешения ИС для разработки своих плат и программного обеспечения. Все ИС семейства работают в расширенном температурном диапазоне от -40 до 125°С.
Анонсированное еще в сентябре 2009 года компанией Maxim семейство АЦП MAX116хх и сегодня пользуется большим спросом. Эти экономичные 8-битные многоканальные АЦП MAX11600-MAX11617 имеют встроенный track/hold (T/H), источник опорного напряжения, тактовый генератор и интерфейс I2C. Работают от однополярного источника питания и потребляют всего 350 мкА при максимальной скорости преобразования 188 квыб./с. Режим autho-shutdown (режим автоматического перехода в режим пониженного энергопотребления – режим сна) в перерывах между преобразованиями автоматически переводит АЦП в спящий режим, снижая потребление ИС до 1 мкА.
Семейство АЦП MAX116xx с последовательным интерфейсом I2C уникально с точки зрения широты выбора исполнений АЦП: разрешающая способность 8 бит (частота дискретизации 188 кГц), 10 бит или 12 бит (94,4 кГц); число входных каналов 4, 8 или 12; напряжение питания составляет 2,7–3,6 В или 4,5–5,5 В и встроенный ИОН напряжением 2,048 или 4,096 В (табл.2).
Кроме того, все АЦП поддерживают возможность заданий одно/двуполярной и несимметричной/дифференциальной конфигурации входов. Исполнения в одинаковых корпусах дают дополнительное преимущество совместимости по расположению и назначению выводов. Это означает, что в рамках одной и той же печатной платы простой заменой микросхемы без корректировки программного обеспечения можно добиться изменения разрешающей способности и числа каналов. Данные АЦП имеют низкое энергопотребление. При выполнении преобразований с частотой 188 кГц потребляемый ток составляет всего лишь 350 мкА, а при уменьшении частоты дискретизации до 10 кГц величина тока снижается до 10 мкА. Микросхемы автоматически переходят в режим отключения по окончании преобразования. Таким образом, потребляемый ток при очень малых частотах дискретизации будет стремиться к величине в режиме отключения (1 мкА). Микросхемы рассчитаны на работу в температурном диапазоне от -40 до 85°С и идеальны для использования в портативном оборудовании с батарейным питанием для выполнения функций мониторинга системы.
Большим спросом сегодня пользуются и АЦП MAX19505, MAX19506, MAX19507, представленные компанией Maxim в 2009 году. Это ряд совместимых по выводам двухканальных 8-битных АЦП с быстродействием 65/100/130 Mвыб./с. Микросхемы потребляют 43 мВт (MAX19505), 57 мВт (MAX19506) и 74 мВт (MAX19507). Кроме того, АЦП имеют близкий к идеальному 8-битный динамический диапазон с величиной SNR (отношение сигнал-шум), равной 49,8 дБ, и SFDR (диапазон, свободный от паразитных выбросов), равным 69 дБс на частоте 70 МГц.
АЦП MAX19505,MAX19506,MAX19507 используются в экономичных, портативных приложениях, таких как ультразвуковое и медицинское оборудование, портативные измерительные приборы и экономичные системы сбора данных. Они содержат саморегулируемый стабилизатор напряжения, который дает возможность запитать микросхему от аналоговых источников 1,8; 2,5 или 3,3 В без использования внешнего стабилизатора.
Микросхемы имеют входы дифференциального или несимметричного тактового сигнала (нет необходимости в преобразовании тактового сигнала), входы аналогового сигнала с диапазоном входных сигналов 0,4–1,4 В (связь входов по переменному и постоянному току поддерживается без использования внешнего развязывающего конденсатора) и встроенный делитель тактовой частоты для исключения применения внешнего делителя. Встроенные КМОП выходные согласующие резисторы дают возможность пользователям программировать КМОП выходное сопротивление, что исключает использование внешнего демпфирующего резистора. Микросхемы выпускаются в 48-выводном корпусе типа TQFN размером 7×7 мм и работоспособны в расширенном температурном диапазоне от -40 до 85ºС.
Цифроаналоговые преобразователи DS4432, выпущенные в июле 2009 года, и сегодня остаются одними из лучших в своем классе (рис.5). Этот 7-разрядный ЦАП с управлением по интерфейсу I2C имеет два выходных канала и предназначен для тестирования и настройки рабочих параметров источников питания. Управление вторичным источником питания постоянного тока обеспечивается регулировкой тока в цепи обратной связи источника (ток в зависимости от номинала может протекать в каждом канале ЦАП в обоих направлениях). Это делает DS4432 незаменимым компонентом для применения в серверах, маршрутизаторах, платах обработки видеосигналов и других проектах, использующих источники питания постоянного тока, для которых необходимо на системном уровне обеспечивать контроль напряжения, калибровку и измерение номиналов.
С целью снижения требований к схеме запуска при включении питания выходной ток DS4432 устанавливается равным нулю. Для повышения простоты и надежности максимальный выходной ток для каждого канала задается в диапазоне от 50 до 200 мкА при помощи внешнего резистора. Посредством интерфейса I2C выходной ток может впоследствии в пределах полной шкалы усиливаться или ослабляться на 127 градаций.
ИС DS4432 выполнена в 8-выводном корпусе µSOP и работает в температурном диапазоне от -40 до 85°С.
Отличительные особенности:
полный ток – от 50 до 200 мкА;
полный диапазон для каждого канала задается внешними резисторами;
127 градаций для каждого из режимов протекания тока (прямое и обратное);
I2C совместимый последовательный интерфейс;
низкая стоимость;
компактность (8-выводной корпус типа µSOP);
температурный диапазон – от -40 до 85°С;
рабочее напряжение – от 2,7 до 5,5 В.
Схема подключения DS4432 приведена на рис.6.
Области применения: регулировка прямого и обратного тока; подстройка источника питания; измерение параметров источника питания.
Широкой известностью пользуется и цифро-аналоговый преобразователь DS3911, анонсированный в 2008 году. Четырехканальный ЦАП со встроенным контролем температуры представляет собою недорогое решение для систем контроля потребления тока и модуляции многоканальных драйверов лазерных диодов.
Микросхема DS3911 представляет собой четырехканальный 10-разрядный дельта-сигма ЦАП со встроенными энергонезависимой памятью, датчиком температуры и АЦП для преобразования показаний датчика в цифровую форму. При помощи встроенного датчика температуры (шаг 2°С) производится индексная адресация в виде таблиц соответствия LUT (look up tables) для компенсации температурной зависимости характеристики преобразования ЦАП. Компенсация производится в диапазоне от -40 до 100°С. Выходное значение, взятое из таблицы, является входным значением для дельта-сигма ЦАП. Гибкая архитектура, основанная на таблицах LUT, позволяет получить термокомпенсированный выход ЦАП с произвольной нелинейностью характеристики. Программирование микросхемы осуществляется по последовательному интерфейсу, совместимому с I2C с максимальной тактовой частотой до 400 кГц.
Основные характеристики DS3911:
встроенный датчик температуры микросхемы и АЦП;
четыре таблицы LUT для хранения значений с шагом 2°С для компенсации зависимости выходного значения ЦАП от температуры;
последовательный I2C совместимый интерфейс для программирования;
адресные входы позволяют подключать до четырех микросхем к одной шине I2C;
диапазон напряжений питания от 2,8 до 5,5 В;
диапазон рабочих температур от -40 до 100°С.
ЦАП DS3911 выпускаются в миниатюрном корпусе типа TFDN с 14 выводами размером 3×5 мм.
Области применения: активные оптические кабельные системы, системы инструментального и промышленного контроля и управления, системы линейной и нелинейной компенсации характеристик, оптические приемопередатчики.
В заключение можно сказать, что новые АЦП и ЦАП компании Maxim разработаны с учетом всех современных тенденций совершенствования электронных компонентов: они выпускаются в миниатюрных корпусах, совместимы с низковольтными системами и отвечают условиям применения в оборудовании с батарейным питанием (малый потребляемый ток, поддержка экономичных режимов работы). Кроме того, компания Maxim придает большое значение интеграции в новую продукцию ряда функций, которые заменяют несколько элементов из известных альтернативных решений и таким образом делают отказ от их использования экономически обоснованным.
Информация взята на сайте http://www.maxim-ic.com/ ●
Фирмой Maxim с 1993 года выпущено свыше 2100 аналоговых ИС – больше, чем любой другой фирмой отрасли. Свыше 1800 приборов разработано непосредственно сотрудниками фирмы. В России продукция Maxim доступна через официального дистрибьютора – ЗАО "Рэйнбоу Электроникс".
Далее дан краткий обзор новой продукции компании Maxim.
Аналого-цифровой преобразователь MAX11645 (рис.1) был представлен компанией в декабре 2010 года. Компактный двухканальный АЦП применяется в современных миниатюрных устройствах, где требуется низкое энергопотребление.
Расположение выводов в виде матрицы с шагом 0,5 мм облегчает трассировку четырехслойных печатных плат, а высота корпуса 0,64 мм позволяет монтировать ИС на обеих сторонах печатной платы. Конструкция АЦП дает возможность минимизировать как количество внешних компонентов, так и общие габариты разработки, при этом требуется лишь один развязывающий конденсатор (0,1 мкФ) в блоке питания. Благодаря сочетанию компактных размеров с минимальной в своем классе рассеиваемой мощностью (18 мкВт при времени преобразования 1 мс) MAX11645 отлично подходят для схем электросчетчиков, портативных электронных устройств и для обработки результатов измерения параметров (напряжения, тока, температуры) в сетях и компьютерах.
MAX11645 может работать со скоростью преобразования до 94 квыб./с, т.е. в 28 раз быстрее существующих преобразователей в сравнимых по габаритам корпусах. Потребляемая мощность уменьшена за счет того, что большую часть времени ЦАП пребывает в дежурном режиме. MAX11645 работает от источника питания, напряжение которого может варьироваться в диапазоне от 2,7 до 3,6 В, и имеет источник опорного напряжения 2,048 В. Представленный 12-разрядный АЦП обеспечивает соотношение сигнал-шум на уровне 70 дБ, интегральную и дифференциальную нелинейность – на уровне ±1 LSB (Least significant bit), температурный дрейф – 0,3 · 10-6/°C. При 12-разрядной точности ИС работает с входными сигналами двух диапазонов от 0 до опорного напряжения VREF (однополярный режим) или ±VREF/2 (двухполярный режим).
Повыводная и программная совместимость 2-, 4-, 8- и 12-канальных, 8-, 10- и 12-разрядных АЦП позволяет разработчикам легко изменять габариты, производительность и стоимость разработки. MAX11645 имеет интегрированное запоминающее устройство FIFO (First input – first output) и режим сканирования. Полностью оценить возможности и выбрать АЦП семейства MAX116xx можно по реферативным таблицам.
Для приложений, в которых не требуется 12-разрядная точность, доступны комплекты разработчика для 4-, 8- и 12-канальных версий (MAX11613/MAX11615/MAX11617) этих ИС. Диапазон рабочих температур от -40 до 85°С. АЦП выпускается в корпусе типа WLP с 12 выводами и в µMAX с восьмью выводами.
MAX11645 – двухканальный, двунаправленный 12-разрядный АЦП, имеет встроенную схему фиксации сигнала T/H (track hold – предотвращение искажения сигнала шумами на короткий отрезок времени), встроенный источник опорного напряжения, встроенный тактовый генератор и двухпроводной интерфейс I2C. Устройство оптимизировано для шины I2C и для управления данными ввода-вывода, где часто требуется высокая скорость и выход без нагрузки. Величина тока потребления 0,9 мА. Типовая схема подключения АЦП представлена на рис.2.
Области применения: измерительное оборудование с питанием от аккумуляторов, переносное портативное оборудование, медицинский инструментарий, системы мониторинга источников питания, системы с питанием от солнечных батарей, системы управления.
Цифроаналоговые преобразователи MAX5214 (14-битный) и MAX5216 (16-битный) со сверхнизким энергопотреблением (рис.3) представлены компанией Maxim в январе 2011 года.
При токе потребления 80 мкА эти ЦАП существенно увеличивают время работы портативных устройств от аккумуляторов. Максимальная в своем классе точность преобразования, небольшие габариты корпуса и низкий ток потребления делают их одинаково подходящими как для подключения датчиков по двухпроводному интерфейсу с целью измерения слаботочных сигналов, так и для систем, критичных с точки зрения потребляемой мощности.
Возможность программирования ЦАП MAX5214 и MAX5216 обеспечивает их гибкость и эффективность, что позволяет применять данные ИС в таких системах с ограниченным энергетическим бюджетом, как, например, глюкометры. В этих устройствах ИС имеет в рабочем режиме ток потребления 80 мкА, а при отключении потребляемый электрический ток снижается до 0,4 мкА, что позволяет существенно увеличить время работы. Кроме того, при включении MAX5214 и MAX5216 происходит сброс выхода ЦАП к уровню нуля, что повышает надежность работы приложений, в которых вентили и датчики должны находиться в пассивном состоянии при включении питания.
Представленные ЦАП MAX5214 и MAX5216 имеют лучшую в своем классе точность – интегральная нелинейность во всем рабочем диапазоне составляет ±0,25LSB и ±1LSB, соответственно. Они отлично подходят для применения в высокопроизводительных системах, выполняющих повторяющиеся рабочие циклы в течение длительного времени с высокой заданной точностью (например, в двигателях и роботизированных механизмах).
В ЦАП MAX5214 и MAX5216 встроен буфер, который позволяет снизить как количество внешних компонентов в разрабатываемом устройстве, так и его габариты. Встроенный буфер упрощает и разработку устройств. MAX5214 и MAX5216 работают в расширенном температурном диапазоне – от -40 до 105°C. Обе ИС выпускаются в компактном 8-выводном корпусе µMAX (3×3 мм).
Отличительные особенности ЦАП MAX5214 и MAX5216:
широкий диапазон напряжения источника питания – от 2,7 до 5,25 В;
буфер работает с выходным сигналом, имеющим размах, равный напряжению питания;
высокоскоростной 50-МГц, трехпроводной последовательный интерфейс, совместим с SPI/QSPI/MICROWIRE/DSP;
для непосредственного подключения оптоэлектронной пары используются входы с гистерезисом (триггер Шмита на входе);
активный низкий логический уровень сигнала CLR сбрасывает выходной код в состояние "0";
высокое входное сопротивление для снижения потребляемой мощности;
буферизация входа позволяет непосредственно управлять нагрузкой 10 кОм;
ток потребления – 0,07 мА.
Схема подключения ЦАП приведена на рис.4.
Области применения: датчики с двухпроводным интерфейсом, оборудование для автоматизированного тестирования, системы автоматической регулировки; коммуникационные системы, устройства регулировки усиления и задания напряжения смещения, портативная измерительная техника, управление усилителями мощности, управление промышленными процессами, программируемые источники напряжения и тока, переносное портативное измерительное и медицинское оборудование (глюкометры и т.д.).
В октябре 2011 года компания Maxim представила первый в отрасли высокоинтегрированный преобразователь энергии для интеллектуальных измерений – MAX17497. Это однокристальное решение для коммуникационных и измерительных плат в приложениях интеллектуального учета электроэнергии. Высокий уровень интеграции упрощает разработку, добавляет гибкости, увеличивает точность и надежность, а также уменьшает конечную стоимость продукта и экономит место на печатной плате. Представленная микросхема идеально подходит как для систем интеллектуальных измерений и "умных" сетей, так и для автоматизации производства.
MAX17497 объединяет в себе управляющую схему, требуемую для универсального входа (от 85 до 265 В), и неизолированный обратноходовой преобразователь. Также во вторичной цепи добавлен синхронный понижающий DC/DC-преобразователь с интегрированными MOSFET-транзисторами. Это дает возможность обеспечить питание драйверов систем связи по линиям электропередачи (PLC) или RF-передатчиков, PLC/RF модемов (2,5/3,3 В), автоматических выключателей и жестко регулируемых источников питания чувствительных метрологических устройств и приложений, выполненных в виде систем-на-кристалле.
Спроектированный для работы на частотах 250/500 кГц обратноходовой преобразователь не работает на частотах, используемых в коммуникационных схемах приложений интеллектуальных измерений, и, таким образом, уменьшает частотную интерференцию и улучшает характеристики устройства. Частота обратноходового стабилизатора и вторичного DC/DC-преобразователя может быть оптимизирована с учетом магнитных компонентов и компонентов фильтра приложений интеллектуального учета.
MAX17497 увеличивает надежность и точность всей системы посредством различных, устанавливаемых пользователем, порогов и настроек защиты. Входы для установки порогов блокировки при пониженном напряжении и перенапряжении могут программироваться. Защита от превышения температуры и короткого замыкания, а также сигнал "Питание в норме" значительно повышают уровень безопасности системы. MAX17497 выпускается в миниатюрном корпусе TQFN размером 3×3 мм. Может работать в температурном диапазоне от -40 до 125°C.
В сентябре 2010 года компания Maxim представила семейство 12-, 10- и 8-разрядных АЦП со скоростью выборки 2–3 Мвыб./с – MAX111хх.
Семейство включает восемь устройств (табл.1), имеющих разную разрядность (12-/10-/8 бит), скорость преобразования (2–3 Мвыб./с) и количество каналов (2/1). Основное назначение ИС – увеличение времени работы устройств от аккумулятора, при этом потребляемая мощность ИС составляет всего 9,9 мВт, что на 32% меньше по сравнению с конкурирующими решениями. В дополнение надо сказать, что АЦП этого класса могут работать непосредственно от линии питания 2,2 В. Короткий временной интервал включения и отключения дает возможность использовать АЦП в пакетном режиме, что позволяет минимизировать время ИС в режиме активного потребления энергии. АЦП отлично подходят для применения в устройствах с питанием от аккумуляторов, автомобильной электроники, в системах с питанием от солнечных батарей и систем мониторинга.
Низкое потребление без ущерба производительности позволяет применять новое семейство АЦП в жестких промышленных условиях: с точки зрения соотношения сигнал-шум 70,5 дБ и отношения полного сигнала к полному уровню помех 70 дБ. Цифровой интерфейс ИС работает при напряжении в диапазоне от 1,5 до 3,6 В, что позволяет без использования преобразователя уровней подключать к нему различные устройства с последовательным SPI-подобным интерфейсом.
Повыводная совместимость устройств предоставляет разработчикам широкие возможности выбора с точки зрения разрешения ИС для разработки своих плат и программного обеспечения. Все ИС семейства работают в расширенном температурном диапазоне от -40 до 125°С.
Анонсированное еще в сентябре 2009 года компанией Maxim семейство АЦП MAX116хх и сегодня пользуется большим спросом. Эти экономичные 8-битные многоканальные АЦП MAX11600-MAX11617 имеют встроенный track/hold (T/H), источник опорного напряжения, тактовый генератор и интерфейс I2C. Работают от однополярного источника питания и потребляют всего 350 мкА при максимальной скорости преобразования 188 квыб./с. Режим autho-shutdown (режим автоматического перехода в режим пониженного энергопотребления – режим сна) в перерывах между преобразованиями автоматически переводит АЦП в спящий режим, снижая потребление ИС до 1 мкА.
Семейство АЦП MAX116xx с последовательным интерфейсом I2C уникально с точки зрения широты выбора исполнений АЦП: разрешающая способность 8 бит (частота дискретизации 188 кГц), 10 бит или 12 бит (94,4 кГц); число входных каналов 4, 8 или 12; напряжение питания составляет 2,7–3,6 В или 4,5–5,5 В и встроенный ИОН напряжением 2,048 или 4,096 В (табл.2).
Кроме того, все АЦП поддерживают возможность заданий одно/двуполярной и несимметричной/дифференциальной конфигурации входов. Исполнения в одинаковых корпусах дают дополнительное преимущество совместимости по расположению и назначению выводов. Это означает, что в рамках одной и той же печатной платы простой заменой микросхемы без корректировки программного обеспечения можно добиться изменения разрешающей способности и числа каналов. Данные АЦП имеют низкое энергопотребление. При выполнении преобразований с частотой 188 кГц потребляемый ток составляет всего лишь 350 мкА, а при уменьшении частоты дискретизации до 10 кГц величина тока снижается до 10 мкА. Микросхемы автоматически переходят в режим отключения по окончании преобразования. Таким образом, потребляемый ток при очень малых частотах дискретизации будет стремиться к величине в режиме отключения (1 мкА). Микросхемы рассчитаны на работу в температурном диапазоне от -40 до 85°С и идеальны для использования в портативном оборудовании с батарейным питанием для выполнения функций мониторинга системы.
Большим спросом сегодня пользуются и АЦП MAX19505, MAX19506, MAX19507, представленные компанией Maxim в 2009 году. Это ряд совместимых по выводам двухканальных 8-битных АЦП с быстродействием 65/100/130 Mвыб./с. Микросхемы потребляют 43 мВт (MAX19505), 57 мВт (MAX19506) и 74 мВт (MAX19507). Кроме того, АЦП имеют близкий к идеальному 8-битный динамический диапазон с величиной SNR (отношение сигнал-шум), равной 49,8 дБ, и SFDR (диапазон, свободный от паразитных выбросов), равным 69 дБс на частоте 70 МГц.
АЦП MAX19505,MAX19506,MAX19507 используются в экономичных, портативных приложениях, таких как ультразвуковое и медицинское оборудование, портативные измерительные приборы и экономичные системы сбора данных. Они содержат саморегулируемый стабилизатор напряжения, который дает возможность запитать микросхему от аналоговых источников 1,8; 2,5 или 3,3 В без использования внешнего стабилизатора.
Микросхемы имеют входы дифференциального или несимметричного тактового сигнала (нет необходимости в преобразовании тактового сигнала), входы аналогового сигнала с диапазоном входных сигналов 0,4–1,4 В (связь входов по переменному и постоянному току поддерживается без использования внешнего развязывающего конденсатора) и встроенный делитель тактовой частоты для исключения применения внешнего делителя. Встроенные КМОП выходные согласующие резисторы дают возможность пользователям программировать КМОП выходное сопротивление, что исключает использование внешнего демпфирующего резистора. Микросхемы выпускаются в 48-выводном корпусе типа TQFN размером 7×7 мм и работоспособны в расширенном температурном диапазоне от -40 до 85ºС.
Цифроаналоговые преобразователи DS4432, выпущенные в июле 2009 года, и сегодня остаются одними из лучших в своем классе (рис.5). Этот 7-разрядный ЦАП с управлением по интерфейсу I2C имеет два выходных канала и предназначен для тестирования и настройки рабочих параметров источников питания. Управление вторичным источником питания постоянного тока обеспечивается регулировкой тока в цепи обратной связи источника (ток в зависимости от номинала может протекать в каждом канале ЦАП в обоих направлениях). Это делает DS4432 незаменимым компонентом для применения в серверах, маршрутизаторах, платах обработки видеосигналов и других проектах, использующих источники питания постоянного тока, для которых необходимо на системном уровне обеспечивать контроль напряжения, калибровку и измерение номиналов.
С целью снижения требований к схеме запуска при включении питания выходной ток DS4432 устанавливается равным нулю. Для повышения простоты и надежности максимальный выходной ток для каждого канала задается в диапазоне от 50 до 200 мкА при помощи внешнего резистора. Посредством интерфейса I2C выходной ток может впоследствии в пределах полной шкалы усиливаться или ослабляться на 127 градаций.
ИС DS4432 выполнена в 8-выводном корпусе µSOP и работает в температурном диапазоне от -40 до 85°С.
Отличительные особенности:
полный ток – от 50 до 200 мкА;
полный диапазон для каждого канала задается внешними резисторами;
127 градаций для каждого из режимов протекания тока (прямое и обратное);
I2C совместимый последовательный интерфейс;
низкая стоимость;
компактность (8-выводной корпус типа µSOP);
температурный диапазон – от -40 до 85°С;
рабочее напряжение – от 2,7 до 5,5 В.
Схема подключения DS4432 приведена на рис.6.
Области применения: регулировка прямого и обратного тока; подстройка источника питания; измерение параметров источника питания.
Широкой известностью пользуется и цифро-аналоговый преобразователь DS3911, анонсированный в 2008 году. Четырехканальный ЦАП со встроенным контролем температуры представляет собою недорогое решение для систем контроля потребления тока и модуляции многоканальных драйверов лазерных диодов.
Микросхема DS3911 представляет собой четырехканальный 10-разрядный дельта-сигма ЦАП со встроенными энергонезависимой памятью, датчиком температуры и АЦП для преобразования показаний датчика в цифровую форму. При помощи встроенного датчика температуры (шаг 2°С) производится индексная адресация в виде таблиц соответствия LUT (look up tables) для компенсации температурной зависимости характеристики преобразования ЦАП. Компенсация производится в диапазоне от -40 до 100°С. Выходное значение, взятое из таблицы, является входным значением для дельта-сигма ЦАП. Гибкая архитектура, основанная на таблицах LUT, позволяет получить термокомпенсированный выход ЦАП с произвольной нелинейностью характеристики. Программирование микросхемы осуществляется по последовательному интерфейсу, совместимому с I2C с максимальной тактовой частотой до 400 кГц.
Основные характеристики DS3911:
встроенный датчик температуры микросхемы и АЦП;
четыре таблицы LUT для хранения значений с шагом 2°С для компенсации зависимости выходного значения ЦАП от температуры;
последовательный I2C совместимый интерфейс для программирования;
адресные входы позволяют подключать до четырех микросхем к одной шине I2C;
диапазон напряжений питания от 2,8 до 5,5 В;
диапазон рабочих температур от -40 до 100°С.
ЦАП DS3911 выпускаются в миниатюрном корпусе типа TFDN с 14 выводами размером 3×5 мм.
Области применения: активные оптические кабельные системы, системы инструментального и промышленного контроля и управления, системы линейной и нелинейной компенсации характеристик, оптические приемопередатчики.
В заключение можно сказать, что новые АЦП и ЦАП компании Maxim разработаны с учетом всех современных тенденций совершенствования электронных компонентов: они выпускаются в миниатюрных корпусах, совместимы с низковольтными системами и отвечают условиям применения в оборудовании с батарейным питанием (малый потребляемый ток, поддержка экономичных режимов работы). Кроме того, компания Maxim придает большое значение интеграции в новую продукцию ряда функций, которые заменяют несколько элементов из известных альтернативных решений и таким образом делают отказ от их использования экономически обоснованным.
Информация взята на сайте http://www.maxim-ic.com/ ●
Отзывы читателей
