青岛理工大学 自动化工程学院 邢丽娟，杨世忠

1 概述

模数转换器(ADC)是计算机控制系统中的重要部分。根据数字信号的输出方式可分为并行和串行两大类。并行ADC虽然数据传输速度快，但引脚多、体积大、占用微处理器接口多；串行ADC具有体积小、功耗低、占用微处理器接口少的优点，而且传输速率较高，因此应用日渐广泛。

MAX1072／MAX1075是Maxim公司新推出的低功耗、高速、串行输出10位模数转换器。该器件的最高采样速率为1.8 MS／s，具有真差分输入，与单端输入相比可提供更好的噪声抑制以及宽泛的动态范围。MAX1072／MAX1075工作在+4.75 V～+5.25 V单电源电压，需要一个外部基准。MAX1072与MAX1075的不同点在于：MAX1072允许单极性模拟输入，而MAX1075允许双极性模拟输人。

MAX1072／MAX1075具有高转换速度、低功率损耗、交流性能好以及直流精度高(±0.5 LSB INL)等优点，非常适合工业过程控制、数据采集、便携式仪表等应用。MAX1072／MAX1075的主要特点如下：

功耗仅45 mW(典型值)；

关断电流仅1 μA (最大值)；

高速、SPI兼容的3线串行接口；

525 kHz输入频率下S／(N+D)为61 dB；

内置真差分采样／保持(T／H)；

外部基准；

无流水线延时；

小尺寸12引脚TOFN封装。

2 引脚说明

MAX1072／MAX1075的引脚排列如图1所示，其引脚功能说明见表1。

3 结构原理

MAX1072／MAX1075采用输入采样／保持和逐次逼近寄存器(SAR)电路，将模拟输人信号转换为10位数字输出。数据输出采用串行接口，仅需要3根数字连接线(SCLK、CNVST和DOUT)。非常方便与微处理器连接。MAX1072／MAX1075的内部结构原理图如图2所示。

在初始上电后，MAX1072／MAX1075需要一个完整的转换周期初始化内部校准电路。一旦上电，采样／保持器就立即进入采样模式。当CNVST的下降沿时，采样／保持器进入保持状态，由SCLK提供转换时钟，启动内部的逐次逼近转换过程。转换结束后，数据从DOUT串行移出，串行接口的时序如图3所示。

如图3所示，由于模数转换需要一定的时间，所以只有在SCLK的第4个上升沿后，DOUT才开始移出有效的转换数据。在每个SCLK上升沿之后DOUT输出各位数据，并且在SCLK的下一个上升沿后保持4 ns，首先在DOUT输出的转换数据结果是MSB位，其他位依次输出。由于共有10个数据位、2个子位(S1和S0)和3个引导零位，所以至少需要16个时钟上升沿才能移出所有数据。

4 典型应用

温度测量是工业过程控制系统中的重要环节，热电偶或热敏电阻被广泛用于将温度转换为电信号输出，以便能够用于控制系统。这种电信号通常很微弱并且受到噪声、失调和增益误差的影响。在对电桥的输出信号数字化处理之前，必须先将其进行放大和失调处理，以便与数模转换器(ADC)的输入范围相匹配，然后再滤除噪声。

笔者设计的温度测量系统的主要功能是实现实时温度循环测量与显示。主要用于工业现场中的加热炉以及具有较高温度的场合，其测温范围是0℃～1 200℃，误差要求小于±5℃。由于热电偶得到的信号往往是微弱的电信号，它需要经过放大才能为下一级电路才能使用，常用的放大电路有基本放大器、数据放大器