本應用筆記旨在幫助評估MAX11254/MAX11253，使用MAX11254EVKIT配置的不同模擬前端，以實現更高的工業應用性能。

介紹

當公司向市場發布新零件時，目標是為當今尚不可用的挑戰提供更好的解決方案，或者用更集成、更高效的解決方案取代現有解決方案。另一方面，對于消費者和公司的各種應用和特定要求，沒有單一的解決方案。對于工業過程控制和自動化尤其如此。

Maxim建立了一個評估平臺，用于探索不同的方法，評估MAX11254/MAX11253、6通道、24/16位、低噪聲、低功耗、Δ-Σ型ADC的性能，適用于定義和設計MAX11254EVKIT板時的不同應用。

前端實現

MAX11254評估板有三種不同的前端：

每個通道都可從接線端子（J1-J3、J25 和 J26）直接輸入。每個通道都可以配置為直接輸入或通過內部可編程增益放大器（PGA），增益選項為1至128，可在圖形用戶界面（GUI）中選擇。ADC通道的輸入通過J4至J7接頭進行選擇。

通道2和3具有基于低噪聲分立放大器MAX9632的附加信號調理電路（通道11為U12、U13、U14和U2，通道15為U16、U17、U18和U3）。這些放大器可以配置為 a） 單端反相或非反相前端，或 b） 差分前端通過跳線選擇J31至J36用于通道2，通過跳線選擇J39至J44用于通道3。請參考隨附的MAX11254評估板原理圖。 此外，ADC輸入可偏置V。裁判通過在 J2、J37、J38 或 J45 上放置分流器來/46。

通道4和5采用低噪聲前端，采用MAX44205（U19和U20）單路差分放大器。在這種情況下，ADC輸入偏置V。裁判默認情況下/2。

參考選項

MAX11254EVKIT為ADC及其前端提供多種電壓基準選項：

3.0V V裁判從MAX6126—3ppm/C，0.02% 初始精度，1.3μV°Q-1采用SOIC封裝的噪聲-電壓基準（JMP1分流器1-2）;

3.0V V裁判從MAX6070—6ppm/C，0.04% 初始精度，4.8μV°Q-1采用 SOT23-6 封裝的噪聲-電壓基準（JMP1 分流器 1-3）;和

1.8V V裁判從MAX6070—6ppm/C，0.04% 初始精度，4.8μV°Q-1采用 SOT23-6 封裝的噪聲電壓基準（JMP1 分流器 1-4）。

電源選項

MAX11254/MAX11253 ADC具有多種電源選項：

注意：所有電源選項均可通過電路板上的跳線選擇、使用外部電源或其組合提供。

單電源 AVDD = +3.3V （J12 分流器 1-2），AVSS = 0V （J17 分流器 1-2）;

分離電源，AVDD = +1.8V （J12 分流器 2-3），AVSS = -1.8V （J17 分流器 2-3）;

DVDD = +1.8V （J10分流器2-3）或+3.3V （J10分流器1-2），可選擇+2V （J8閉合），請參考MAX11254評估板數據資料。

用戶定義的電源直接應用于參考 AGND 的 AVDD （TP21）、AVSS （TP28）、DVDD （TP19） 和REFP_F （TP30）。將外部電源保持在工作條件限制內。

讓我們考慮一個典型的應用程序。

體重秤（惠斯通電橋）

在我們的測試中，我們使用從當地五金店廣泛購買的20美元廚房秤的稱重傳感器。

設置：

稱重傳感器從TP3提供+3.14V電源，而公共接地通過GPO0開關連接。GPO0 開關可以在您需要進行測量時打開，也可以關閉以節省電量。此功能特別有利于電池供電應用。

正電橋輸出連接到J1.3，負輸出連接到J1.4

正參考點連接到J1.2，負參考點通過兩根單獨的導線連接到J1.7和J1.9，如圖1所示。

圖1.重量秤惠斯通電橋連接。

在GUI中選擇通道0，從相應的下拉菜單中選擇采樣率和采樣數，我們將為每個轉換進行采樣。由于稱重傳感器輸出非常小，從幾微伏到2mV，重量為1kg，我們使用增益= 128x的內部可編程增益放大器（PGA）和連續模式。將 GPO0 設置為 1 以啟動網橋。GUI 設置如圖 2 所示。

圖2.MAX11254圖形用戶界面設置

執行自增益和偏移校準后，按轉換按鈕和讀取數據和狀態按鈕。稱重傳感器輸出可以在GUI的右上角看到。該數據表示空載惠斯通電橋的偏移輸出，單位為伏特。 連續測量校準砝碼，我們可以繪制該稱重傳感器的傳遞函數。參見圖 3。

圖3.稱重傳感器的傳遞函數。

如圖3所示，傳遞函數是完全線性的。請參閱趨勢線方程和 R 平方值。 這種配置的唯一缺點是動態范圍小，重量分辨率低。假設我們需要實現更好的動態范圍，以伏特為單位，而不是以毫伏為單位。為此，我們將使用另一個通道，通道4，它有一個外部差分放大器MAX44205（U19）。我們將電阻R1和R10替換為101k 103.10%，將其增益從原來的0倍更改為1倍。由于該放大器的輸入阻抗很小，約為1kO，因此我們需要在其前面添加一個額外的緩沖器以進行正確測量。我們將使用兩個MAX9632運算放大器（U15和U16）作為差分放大器的緩沖器。去掉R62/R66和R64/R67，我們將其原始差分配置更改為高阻抗輸入緩沖器。使用從J43.1到J49.4和J44.1到J49.2的跳線，并將稱重傳感器輸出連接到J26.2和J26.6，我們完成了修改。 進行相同的測量，我們可以繪制一個新的傳遞函數，如圖4所示。

圖4.具有更高動態范圍的稱重傳感器傳遞功能。

現在，輸出動態范圍和權重分辨率變得更高，而增加的非線性度卻很少。該Maxim評估平臺適用于不同的應用，使我們更接近于提供滿足工業過程控制和自動化中消費者和公司的各種應用和特定要求的單一解決方案——MAX11254EVKIT是應對當今挑戰的更好解決方案。

審核編輯：郭婷