MAX22005 12通道工厂校准可配置工业模拟输入技术手册

概述
MAX22005是一款12通道工业级模拟输入电压模式器件，通过在每个通道中使用一个外部精密电阻也可将其配置为模拟输入电流模式器件。此外，通过在每个通道中使用外部精密电阻和低成本开关，还可将其用作可配置模拟输入。输入通道可用作12个单端输入或6个差分输入，或者多达8个多通道可配置差分输入。该器件总共支持多达26种不同的配置。
数据表：*附件：MAX22005 12通道工厂校准可配置工业模拟输入技术手册.pdf

MAX22005集成了24位Σ-Δ ADC，由所有通道共享。该ADC可以采用集成式5ppm/℃精密基准电压源或外部基准电压工作。使用高压零漂移输入放大器可将标准工业模拟输入电压范围转换为ADC输入电压范围。所有输入端口都采用了强大的保护措施，可耐受高达±36V反极性电压和±1.5kV浪涌脉冲，无需使用TVS二极管。

8个通用型数字I/O (GPIO)端口可用于正常用途，也可用于控制可配置输入的外部开关。

MAX22005经过工厂校准，在整个温度范围内具有出色的系统性能，总非调整误差(TUE)小于0.05% FSR。

主机通过高速30MHz SPI总线与MAX22005通信，进行所有配置和信息管理工作，以及获取转换结果。可选8位CRC可提高SPI接口的可靠性，从而免受所有8位突发脉冲和所有双位错误的影响。

MAX22005的工作电压范围为2.7V至3.6V模拟和数字电压电源，最高可使用±24V的高电压供电。

MAX22005采用48引脚LGA封装，支持-40°C至+125°C工业温度范围。

应用

• 可编程逻辑控制器(PLC)
• 可编程自动化控制器(PAC)
• 分布式控制系统(DCS)

特性

• 支持更稳健可靠的系统设计
  • 为所有输入端口提供±36V高压保护
  • 为所有引脚提供2kV HBM ESD保护
  • ±2kV浪涌保护（外接5kΩ电阻）
  • 提供CRC检测，以实现稳健的串行通信
  • 看门狗定时器
• 软件可配置
  • ±12.5V模拟输入电压模式
  • 使用外部检测电阻支持±25mA模拟输入电流模式
  • 使用外部检测电阻和低成本开关提供可配置输入
• 出色的系统精度
  • 经过工厂校准，25°C时为0.02% FSR
  • 经过工厂校准(25°C)，在±50°C范围内为0.05% FSR
  • 输入漏电流：30nA（最大值）
  • 5ppm/°C内置基准电压源
• 其他特性
  • 内部或外部ADC基准电压源
  • 八个GPIO端口
  • 使用±5V电源时的功耗低至48.5mW
  • 30MHz SPI/QSPI/DSP兼容串行接口
• 工作温度范围：-40°C至+125°C
• 7.5mm × 7mm 48引脚LGA封装

简化框图

电特性

典型操作特性

引脚配置描述

ADC 软件复位

主机可以发出软件复位指令，将 ADC 恢复到默认状态。软件复位会将 DCHNL_ 寄存器恢复为默认状态，并重置内部状态机。不过，软件复位不会执行完整的默认或硬件复位序列。因此，软件复位对不响应的外部接口无效。

发出软件复位需要两个事务操作：首先，必须将寄存器 DCHNL_CTRL1 中的 DCHNL_PD 位设置为逻辑高电平（复位）。然后，必须向寄存器 DCHNL_CMD 发出写事务操作，并将 DCHNL_MODE[1:0] 设置为‘01’。

为确认复位操作完成，必须监控寄存器 DCHNL_STA 中的 PDSTAT[1:0] 位。当 ADC 处于复位阶段时，PDSTAT[1:0] 设置为‘11’（复位）。复位操作完成后，PDSTAT[1:0] 设置为‘10’（待机）。通常监控复位（‘11’）状态即可。轮询待机模式（‘10’）也足够。

ADC RDY（数据就绪）输出

RDY 指示 ADC 转换结果是否可用。当 RDY 为低电平时，转换正在进行，当前转换的数据不可用。转换完成后，RDY 变为高电平。如果在每个样本数据可用后立即读取 DCHNL_DATA 寄存器中的数据，RDY 会在输出数据速率下从高电平变为低电平。如果未读取上一个数据，那么在新数据可用前约 0.5μs，RDY 会从低电平变为高电平。RDY 的下降沿表示新数据可用。在近似连续模式下，前四个转换结果对应的 RDY 保持高电平，第五个结果时，RDY 变为低电平，表示数据有效。

使用 SYNC 引脚进行 ADC 转换同步

MAX22005 集成了高度稳定的内部振荡器，为模拟和数字定时提供标称系统时钟 7.3728MHz（8.192MHz × 0.9）。也可选择使用高度稳定的外部时钟。SYNC 引脚（理想情况下与外部时钟配合使用）可用于同步外部事件的数据转换。

尽管这种同步方法也可与内部时钟配合使用，但由于本地振荡器频率精度有限，重新同步不可避免。高度稳定的外部时钟（多个 MAX22005 共享）可实现更长的时间间隔，且无需重新同步。

将寄存器 DCHNL_CTRL2 中的 SYNC_MODE 位设置为逻辑高电平，可启用外部同步模式。此外，寄存器 DCHNL_CTRL1 中的 SCYCLE 位必须设置为逻辑低电平，因为 SYNC_MODE 仅在连续转换模式下有效。可选择将寄存器 DCHNL_CTRL2 中的 EXTCLOCK 位设置为逻辑高电平，以使用高精度外部时钟信号。