摘要:MAX1452/MAX1455是帶有模擬輸出的高性能信號調理器,廣泛應用在工業和汽車領域。本應用筆記解答在設計這類信號調理器時經常遇到的問題。
注:在本文檔中,關于信號調理器術語請參考MAX1452和MAX1455。如果沒有特殊說明,下面的所有問題、回答和注釋對兩種型號均適用。
注:在本文檔中,關于信號調理器術語請參考MAX1452和MAX1455。如果沒有特殊說明,下面的所有問題、回答和注釋對兩種型號均適用。
- MAX1452和MAX1455有什么區別?
- 這些信號調理器的傳感器激勵模式是什么?
- MAX1452能夠用于電壓橋驅動模式嗎?
- MAX1455能夠用于電壓橋模式嗎?
- MAX1452能夠用在4-20mA應用中嗎?
- MAX1455能夠用在4-20mA應用中嗎?
- 在沒有外部放大器的情況下,能夠產生4V范圍(VDD = 5V)的最小傳感器輸出是多少?
- 在沒有外部電路的情況下,能夠產生4V范圍(VDD = 5V)的最大傳感器輸出是多少?
- 我可以自由使用放大器來為輸出電壓提供更大增益嗎?
- 當工作在數字模式下,輸出MUX采用“infinite”輸出寬度時,在接收數字命令之前,通信中斷了大約9秒鐘。在設計中,這是禁止出現的。從DMM讀取輸出后,怎樣才能避免這種不需要的等待?
- UNLOCK引腳需要下拉電阻嗎?
- 橋激勵電壓的限制是什么?
- 模擬輸出電壓的限制是什么?
- 我的傳感器可能和信號調理器的溫度不一樣。還需要補償傳感器嗎?
- 在我的補償算法中,需要使用失調TC DAC和FSOTC DAC嗎?
- 除了查找表之外,使用失調TC DAC和FSOTC DAC有什么優勢嗎?
- 如果失調TC DAC和FSOTC DAC沒有用于一階溫度補償,其建議值應該是多少?
- OFF查找表中的系數可以有不同的符號嗎?
- 在數字模式下,我必須使用評估軟件中提供的Serial.dll嗎?
- 我必須使用Maxim提供的KEY (接口適配器)和信號調理器進行通信嗎?
- 信號調理器和KEY必須使用相同的電源嗎?
- 在補償過程中,可以把+5V電源直接和信號調理器的VDD連接嗎?
- 我在輸出上發現有非常低的低頻噪聲,例如2Hz到3Hz。其原因是什么?
- 我在CLK1M引腳上看不到內部振蕩器信號。問題出在哪里?
- 我的信號調理器并不以模擬模式啟動。問題出在哪里?
- 表明信號調理器完全關斷的VDD電壓電平是多少?
- 信號調理器的最小VDD啟動電壓是多少?
- 閃存內容的工廠設置是什么?
- 信號調理器的默認工作模式是數字還是模擬?
- 配置寄存器的工廠設置是什么?
- 我錯誤的覆寫了配置寄存器中的振蕩器位。還能恢復工廠設置嗎?
- 評估軟件不允許對配置寄存器的振蕩器位進行寫入。我為什么能寫入這些位?
- 配置寄存器中的振蕩器調整位非常關鍵嗎?
- 怎樣把振蕩器頻率調整到1MHz?
- 評估套件中都包含什么?
- 我注意到輸出信號中有1kHz波紋。怎樣消除它?
- KEY吸收的電流大約為40mA,對4-20mA電流環路校準造成了干擾。怎樣糾正這一問題?
- 您的網站上曾有過多通道傳感器校準站,但是現在找不到了。還提供這一功能嗎?
- DIO信號的電壓閾值(邏輯)電平是多少?
- 要利用這些信號調理器,我必須使用Wheatstone橋型傳感器嗎?
- 我的傳感器阻抗非常低。我還能使用MAX1452作為信號調理器嗎?
- 我的傳感器阻抗非常高。我還能使用MAX1452作為信號調理器嗎?
- 我的傳感器靈敏度超過68mV/V。我還需要繼續使用這些信號調理器嗎?
- 當我啟動評估軟件時,出現了"被零除"的錯誤提示。這是什么問題?
- 我已經從網站上下載并安裝了最新版的評估軟件,但是當我運行軟件時,出現了提示“missing DIPortIO.dll.”。這是什么問題,我該怎么辦?
- 在Maxim網站的什么地方可以找到評估軟件?
- 閃存存儲軟件嗎?
- 信號調理器能工作在產品工作溫度范圍之外嗎?
- 我可以讀出信號調理器的數字輸出嗎?
- –NS和–CS評估板有什么區別?
- PC和KEY之間的串行電纜應是空調制解調(直通)或者交叉電纜嗎?
- 當我從Visual Basic調用DLL時,出現了錯誤信息。我應該怎么辦?
-
問:MAX1452和MAX1455有什么區別?
答:MAX1452和MAX1455基于同樣的內部體系結構,功能和性能相似。MAX1455包括輸出電壓嵌位功能,適合汽車應用。MAX1452支持4-20mA應用。
? -
問:這些信號調理器的傳感器激勵模式是什么?
答:默認模式是電流橋驅動。但是,MAX1452也可以配置為電壓橋驅動。ISRC和BDR引腳短路在一起可以實現這一配置。MAX1455不支持電壓橋配置。
? -
問:MAX1452能夠用于電壓橋驅動模式嗎?
答:是的,把ISRC和BDR引腳短路在一起,將MAX1452配置為電壓橋驅動模式。
? -
問:MAX1455能夠用于電壓橋驅動模式嗎?
答:不可以。
? -
問:MAX1452能夠用在4-20mA應用中嗎?
答:是的。MAX1452正常工作時吸收的最大電流小于4mA,因此,能夠用在4-20mA應用中。
? -
問:MAX1455能夠用在4-20mA應用中嗎?
答:不可以。MAX1455正常工作時吸收電流大于4mA,因此不能用于4-20mA應用。
? -
問:在沒有外部放大器的情況下,能夠產生4V范圍(VDD = 5V)的最小傳感器輸出是多少?
答:當最大激勵電壓設置為4.5V (VDD = 5V),并采用最大PGA增益(234倍)時,可以確定傳感器最小輸出。使用的公式為:
傳感器輸出(mV/V) = 電壓范圍(V) / [VBDR (V) * PGA增益(V/V)] * 1000
傳感器最小輸出是4mV/V。
? -
問:在沒有外部電路的情況下,能夠產生4V范圍(VDD = 5V)的最大傳感器輸出是多少?
答:當最小激勵電壓設置為1.5V (VDD = 5V),并采用最小PGA增益(39倍)時,可以確定傳感器最大輸出。使用的公式為:
傳感器輸出(mV/V) = 電壓范圍(V) / [VBDR (V) * PGA增益(V/V)] * 1000
傳感器最大輸出是68mV/V。
? -
問:我可以自由使用運算放大器來為輸出電壓提供更大增益嗎?
答:可以。
? -
問:當工作在數字模式下,輸出MUX采用“infinite”輸出寬度時,在接收數字命令之前,通信中斷了大約9秒鐘。在設計生產中,這是禁止出現的。從DMM讀取輸出后,怎樣才能避免這種不需要的等待?
答:信號調理器的電源VDD必須能夠周期上電。如果采用了提供的KEY和評估(EV kit)套件,必須執行serial.dll中的hard_init (mode = 1)函數,實現周期上電。在這種模式(mode = 1)下,將自動恢復DAC中的prepower-cycle內容,因此,對補償過程而言,周期上電操作是透明的。
? -
問:UNLOCK引腳需要下拉電阻嗎?
答:為方便生產,建議在UNLOCK引腳上使用下拉電阻。使用這一電阻后,不需要對電路板重新布線便能夠切換到數字模式(設置UNLOCK = VDD)。
? -
問:橋激勵電壓的限制是什么?
答:在FSO DAC設置限制中說明了橋激勵限制。數據資料中規定該限制為0x4000至0xC000,VDD = 5V時,大概對應FSO DAC的1.25V至3.75V。在實際中,橋激勵電壓能夠高達4.5V。
? -
問:模擬輸出電壓的限制是什么?
答:根據數據資料,模擬輸出電壓可以在0.2V和4.75V之間擺動。在典型應用中,輸出校準為0.5V至4.5V。當校準后的輸出限制接近數據資料規定的限制時,輸出進入飽和區,需要多次迭代,補償過程實現起來更加困難。
? -
問:我的傳感器可能和信號調理器的溫度不一樣。還需要補償傳感器嗎?
答:是的。FSOTC DAC和失調TC DAC提供一階溫度補償。這是因為FSOTC DAC和失調TC DAC的參考電壓是BDR(傳感器激勵),它和溫度有關。在這種情況下,必須以常數填入內部查找表。補償過程和MAX1458/MAX1478的一樣。請聯系工廠,了解更詳細的信息。
? -
問:在我的補償算法中,需要使用失調TC DAC和FSOTC DAC嗎?
答:不需要。在典型應用中,失調TC DAC和FSOTC DAC被設置為任意值;OFF和FSO查找表用于總溫度補償。建議將FSOTC DAC和失調TC DAC設置為非零值,例如0x0200。
? -
問:除了查找表之外,使用失調TC DAC和FSOTC DAC有什么優勢嗎?
答:是的。在失調TC DAC和FSOTC DAC中裝入合適的數值可以糾正一階溫度誤差。然后,只需要通過OFF和FSO查找表來修正高階溫度誤差。這將大大提高溫度補償的精度。然而,在大部分應用中,僅使用FSO和OFF查找表就能夠產生預期的結果。
? -
問:如果失調TC DAC和FSOTC DAC沒有用于一階溫度補償,其建議值應該是多少?
答:失調TC DAC和FSOTC DAC可以設置為任意值。但是,建議設置為非零值,例如0x0200。
? -
問:OFF查找表中的系數可以有不同的符號嗎?
答:不可以。OFF查找表中所有輸入的符號都由配置寄存器中的一個比特進行規定。因此,在開始補償過程之前,必須認真地確定失調補償系數都有相同的極性,正或者負。
? -
問:在數字模式下,我必須使用評估軟件中提供的Serial.dll嗎?
答:不需要,但是建議使用。Serial.dll中的所有功能都經過了優化,通過了正確性檢驗,并提供內置陷波電路,針對特殊情況進行了測試,以確保可靠的通信。
? -
問:我必須使用Maxim提供的KEY (接口適配器)和信號調理器進行通信嗎?
答:不需要,但是建議使用。KEY經過設計,可保證提供正確的時序和信號電平,實現可靠的通信。很多應用都表明KEY非常可靠。
? -
問:信號調理器和KEY必須使用相同的電源嗎?
答:不需要。KEY的電源可以和信號調理器的VDD不一樣。KEY的GND線和信號調理器的VSS必須短路在一起。
? -
問:在補償過程中,可以把+5V電源直接和信號調理器的VDD連接嗎?
答:不可以。信號調理器的VDD必須通過KEY進行連接,這樣,能夠由軟件控制信號調理器的電源。實現同步需要進行這種連接,避免了每次DMM電壓讀操作9秒的等待時間,從而加速了補償過程。
? -
問:我在輸出上發現有非常低的低頻噪聲,例如2Hz到3Hz。其原因是什么?
答:低頻噪聲可能和ODAC以及OTCDAC輸出有關。Σ-Δ DAC使用電容電荷“堆”偽隨機排序,將DAC輸出保持在需要的電平上。DAC排序有時候會陷入某種模式。重復出現很長的排序模式,產生輸出“諧音”,在頻譜分析儀上顯示為非常低的頻率。由于ODAC和OTCDAC之和直接進入輸出OUT,因此,這些諧音會出現在輸出端。可以進行快速測試——設置信號調理器,監視輸出,觀察低頻噪聲,然后修改DAC數值的一位或者兩位,觀察低頻噪聲是否消失,或者轉移到其他頻率上。為避免低頻噪聲,應找到產生低頻噪聲的DAC設置,將所有的“諧音值”加1,以避免在ODAC表最終校準中出現這類設置。偏置1位,對傳感器測量沒有差別。請注意,Maxim一直沒有出現過這類諧音,它是在Δ-Σ DAC上出現的一種假象。
? -
問:我在CLK1M引腳上看不到內部振蕩器信號。問題出在哪里?
答:配置寄存器中的CLK1M位必須設置為“1”,TEST引腳必須連接至VDD。如果這一問題還存在,請和工廠聯系。
? -
問:我的信號調理器沒有以模擬模式啟動。問題出在哪里?
答:問題可能出在以下方面:
–沒有正確連接評估板和KEY等。
–信號調理器沒有針對模擬模式進行正確配置:
a) 控制寄存器的低位字節必須含有一個非零值,例如0xFFFF。
b) UNLOCK引腳必須被拉至低電平,或者連接至VSS。
–沒有達到VDD供電要求。請參見應用筆記,MAX1452/MAX1455傳感器信號調理器的啟動要求。
–沒有達到VDDF供電要求。請參見應用筆記,MAX1452/MAX1455傳感器信號調理器的啟動要求。
? -
26. 問:表明信號調理器被完全關斷的VDD電壓電平是多少?
答:0.5V。這一電壓將確保所有晶體管被關斷。重新加上VDD將導致上電復位排序。
? -
問:信號調理器的最小啟動VDD電壓是多少?
答:VDD低至2.5V時信號調理器也能夠啟動。但是,正常工作應保持VDD最小為4.5V。請參考應用筆記3733,MAX1452/MAX1455信號調理器的啟動要求。
? -
問:閃存內容的工廠設置是什么?
答:除控制和配置寄存器外,信號調理器在出廠時閃存內容被擦除(所有存儲器內容為0xFFFF)。控制寄存器內容為0xFF00,使器件處于數字模式;配置寄存器內容為xxx0000011111111b (或者X0FFhex)。xxx (3 MSB)是振蕩器調整設置。
? -
問:信號調理器的默認工作模式是數字還是模擬模式?
答:信號調理器出廠時一般設置為數字模式,也就是將控制寄存器設置為0xFF00。
? -
問:配置寄存器的工廠設置是什么?
答:配置寄存器通常是xxx0000011111111b (或者X0FFhex)。xxx (3 MSB)是振蕩器比特,調整振蕩器頻率,使之盡可能接近1MHz。
? -
問:我錯誤的覆蓋了配置寄存器中的振蕩器位。還能恢復工廠設置嗎?
答:不可以。如果需要,應該重新調整振蕩器頻率。
? -
問:評估軟件不允許對配置寄存器的振蕩器位進行寫入。我為什么能寫入這些位?
答:利用EVKIT軟件寫入這些比特的唯一方法是產生一個閃存文件,振蕩器位設置為所需的數值。然后,使用評估軟件,執行“Load Flash from File”操作,將文件寫入閃存。
? -
問:配置寄存器中的振蕩器調整位非常關鍵嗎?
答:振蕩器頻率對信號調理器的工作并不重要。但是,信號調理器的工作速度直接和振蕩器頻率有關。在生產過程中,配置寄存器中的振蕩器位被置位,因此,振蕩器頻率接近1MHz。振蕩器位的默認值是000b。
? -
問:怎樣把振蕩器頻率調整到1MHz?
答:利用評估軟件,使能CLK1M,將TEST引腳驅動至VDD高電平。然后把示波器連接至CLK1M引腳,修改配置寄存器中的OSC[2:0]位,直到CLK1M引腳的信號頻率達到1MHz。
注意,評估軟件不允許對振蕩器位直接進行修改。而是產生閃存文件,它含有所需的振蕩器位設置,然后使用評估軟件將其上載至閃存。以下是操作步驟:- “Save Flash to File”
- 打開文件,修改振蕩器位。
- “Load Flash from File”
? -
問:評估套件中都包含什么?
答:評估套件提供:
–評估板
–和信號調理器進行通信的接口盒或者KEY
–RS-232電纜,將KEY連接至計算機。
–10引腳帶狀電纜,連接評估板和KEY。
–例子
您可以從Maxim網站上下載最新版評估軟件。
? -
問:我注意到輸出信號中有1kHz波紋。怎樣消除它?
答:1kHz波紋可能是由于讀取閃存更新DAC造成的。每1毫秒更新一次DAC,從而產生了1kHz波紋。閃存讀操作的峰值吸收電流大約為20mA,持續約1μs。不可能完全消除波紋,但是可以在VDD和VDDF電源之間選擇合適的RC濾波器來減小波紋,也可以通過選擇具有較強電流源出能力的電源來減小波紋。請參考應用筆記3733,MAX1452/MAX1455傳感器信號調理器的啟動要求。
? -
問:KEY吸收的電流大約為40mA,對4-20mA電流環路校準造成了干擾。怎樣糾正這一問題?
答:在4-20mA應用中,進行電流測量時,必須將KEY和4-20mA電路隔離,這樣,KEY吸收的電流不會對4-20mA電流環路造成影響。一種簡單有效的方法是:使用單獨的5V電源對KEY供電,測量4-20mA電流時,使用繼電器(不是IC)將KEY和4-20mA電流環路隔離。KEY電源的GND和信號調理器的VSS必須短路在一起(通過繼電器)。KEY的GND和DIO線必須切換,將KEY和4-20mA電路隔離。
系統按以下方式工作。在校準期間,和信號調理器進行通信,寫入DAC或者閃存時,關閉繼電器,以便KEY進行通信。當測量4-20mA電流時,打開繼電器,使KEY能夠完全和電路隔離。請記住,必須保持對KEY供電,必須連接從KEY到4-20mA電路的VDDIN和VDDOUT線。
? -
問:網站上曾有過多通道傳感器校準站,但是現在找不到了。還提供這一功能嗎?
答:不再提供多通道傳感器校準站支持。
? -
問:DIO信號的電壓閾值(邏輯)電平是多少?
答:建議電平為:1V = 低電平,4V = 高電平。但是,實際限制為VDD/2 ±0.5V。重述一遍,對于VDD = 5V,是2V和3V。
? -
問:要利用這些信號調理器,我必須使用Wheatstone橋型傳感器嗎?
答:可以使用任何類型的傳感器,只要傳感器激勵和傳感器輸出符合信號調理器的要求即可。這些信號調理器被應用在INP和INM引腳之間不同的輸入上。例如,MAX1452被用于350Ω應變表應用中。
? -
問:我的傳感器阻抗非常低。我還能使用MAX1452作為信號調理器嗎?
答:是的。可以采用多種途徑來實現這一點。請參考應用筆記3396,Driving Strain-Gauge Bridge Sensors with Signal-Conditioning ICs。如果需要幫助,請聯系工廠。
? -
問:我的傳感器阻抗非常高。我還能使用MAX1452作為信號調理器嗎?
答:是的。對于這類應用,MAX1452可以工作在電壓橋驅動模式下。如果需要幫助,請聯系工廠。
? -
問:我的傳感器靈敏度超過68mV/V。我還能繼續使用這些信號調理器嗎?
答:是的。有多種選擇。一個簡單的方法是將傳感器串聯(或者并聯)一個電阻,以降低傳感器激勵。請聯系工廠,了解其他的方案。
? -
問:當我啟動評估軟件時,出現了"被零除"的錯誤提示。這是什么問題?
答:最大的可能是您沒有運行最新版的評估軟件。最新版中已經解決了這一問題,可以從Maxim網站上下載。如果這一問題還存在,請聯系工廠。
? -
問:我已經從網站上下載并安裝了最新版的評估軟件,但是當我運行軟件時,出現了提示“missing DIPortIO.dll.”。這是什么問題,我該怎么辦?
答:這是因為丟失了Windows? 95以后新版操作系統的驅動。運行EVKIT軟件提供的Port98nt.exe,安裝丟失的驅動程序。Port98nt.exe只需要運行一次即可。
? -
46. 問:在Maxim網站的什么地方可以找到評估軟件?
答:可以下載評估軟件。
? -
問:閃存存儲軟件嗎?
答:沒有。這些信號調理器沒有內置微處理器,閃存也沒有存儲軟件。閃存只存儲了補償系數。
? -
問:信號調理器能工作在產品工作溫度范圍之外嗎?
答:產品在規定范圍內工作時才能達到數據資料的性能標準。但是,只要不超過最大工作條件,產品仍可以繼續工作。
? -
問:我可以讀出信號調理器的數字輸出嗎?
答:不可以。信號調理器只輸出模擬電壓。
? -
問:–NS和–CS評估板有什么區別?
答:–CS評估板含有一個100KPAG壓力傳感器,評估板在溫度(-40°C至+125°C)和壓力(0KPAG至100 KPAG)上進行了補償。–NS評估板不包括壓力傳感器。但是,要評估信號調理器,必須使用–NS評估板。
? -
問:PC和KEY之間的串行電纜應采用空調制解調(直通)還是交叉電纜?
答:電纜為直通連接(主要是延長電纜)。評估板包裝中有一條電纜。
? -
問:當我從Visual Basic調用DLL時,出現了錯誤信息。我應該怎么辦?
答:評估軟件包中的Serial.dll為c語言調用。如果您使用VB,則必須使用標準調用。如果需要Serial.dll標準調用,請聯系工廠。
評論
查看更多