MAX1286 - MAX1289：高性能低功耗 ADC 的卓越之选

在电子设计领域，模拟 - 数字转换器（ADC）是连接模拟世界和数字世界的关键桥梁。今天我们要深入探讨的 MAX1286 - MAX1289 系列 ADC，以其出色的性能和低功耗特性，在众多应用场景中展现出强大的竞争力。

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一、产品概述

MAX1286 - MAX1289 是低成本、微功耗、串行输出的 12 位 ADC，有 8 引脚 SOT23 和 8 引脚 TDFN 两种封装。其中，MAX1286/MAX1288 采用 +5V 单电源供电，MAX1287/MAX1289 采用 +3V 单电源供电。该系列 ADC 具备逐次逼近型 ADC、自动关机、快速唤醒（1.4µs）以及高速 3 线接口等特性。在最高采样率 150ksps 时，功耗仅为 0.5mW（VDD = +2.7V），转换之间的自动关机模式（0.2µA）可在较低吞吐量时进一步降低功耗。

二、产品特性

2.1 电源与功耗

• 单电源操作：提供 +3V（MAX1287/MAX1289）和 +5V（MAX1286/MAX1288）两种电源选择，满足不同应用需求。
• 低功耗：在不同采样率下，电流消耗表现出色。例如，150ksps 时为 245µA，100ksps 时为 150µA，10ksps 时为 15µA，1ksps 时为 2µA，关机时仅 0.2µA。

2.2 输入特性

• 真差分跟踪/保持：具备 150kHz 采样率，可处理真差分输入信号。
• 软件可配置单极性/双极性转换：仅 MAX1288/MAX1289 支持，增加了应用的灵活性。

2.3 接口与封装

• 兼容 SPI/QSPI/MICROWIRE 接口：方便与 DSP 和处理器连接。
• 内部转换时钟：释放系统微处理器，可在 0 - 8MHz 任意时钟速率下读取转换结果。
• 8 引脚 SOT23 和 8 引脚 TDFN 封装：体积小巧，适合对空间要求较高的应用。

三、电气特性

3.1 直流精度

• 分辨率：12 位，能够提供较高的测量精度。
• 相对精度：INL 最大为 ±1.0 LSB。
• 差分非线性：DNL 最大为 ±1.0 LSB，保证无丢失码和单调传递函数。
• 偏移误差：最大为 ±4 LSB。
• 增益误差：最大为 ±4 LSB。

3.2 动态特性

• 信号与噪声加失真比（SINAD）：典型值为 70dB。
• 总谐波失真（THD）：典型值为 -82dB。
• 无杂散动态范围（SFDR）：典型值为 86dB。
• 全功率带宽：-3dB 点为 1MHz。
• 全线性带宽：SINAD > 68dB 时为 100kHz。

3.3 转换速率

• 转换时间：不包括采集时间，最大为 3.7µs。
• T/H 采集时间：最大为 1.4µs。
• 孔径延迟：典型值为 30ns。
• 孔径抖动：小于 50ps。

四、引脚配置与功能

PIN	MAX1286/MAX1287	MAX1288/MAX1289	FUNCTION
1	VDD	VDD	正电源电压，需用 0.1µF 电容旁路到地
2	AIN1	AIN+	模拟输入通道 1 或正模拟输入
3	AIN2	AIN-	模拟输入通道 2 或负模拟输入
4	GND	GND	接地
5	REF	REF	外部参考电压输入，需用 0.1µF 电容旁路到地
6	CNVST	CNVST	转换启动，控制输入通道或极性
7	DOUT	DOUT	串行数据输出
8	SCLK	SCLK	串行时钟输入
—	EP	EP	外露焊盘，可连接到地或不连接

五、工作原理与操作

5.1 转换原理

MAX1286 - MAX1289 采用逐次逼近转换（SAR）技术和片上跟踪 - 保持（T/H）结构，将模拟信号转换为 12 位数字结果。

5.2 输入选择

• MAX1286/MAX1287：通过 CNVST 引脚选择 AIN1 或 AIN2 通道。
• MAX1288/MAX1289：通过 CNVST 引脚选择单极性或双极性转换模式。

5.3 输出数据格式

12 位转换结果以 MSB 优先格式输出，数据在 SCLK 的下降沿转换。

六、应用信息

6.1 自动关机模式

当 CNVST 为低电平时，MAX1286 - MAX1289 在加电后和转换之间默认进入自动关机状态（<0.2µA），有效降低功耗。

6.2 外部参考

需要外部参考电压，使用 0.1µF 旁路电容可获得最佳性能，参考输入电压范围为 +1V 至 VDD + 50mV。

6.3 接口连接

• SPI 和 MICROWIRE 接口：设置 (CPOL = CPHA = 0)，需要两次 8 位读取才能获得完整的 12 位结果。
• QSPI 接口：支持最高 8MHz 的时钟频率，一次 12 - 16 位读取即可获得完整结果。
• PIC16 和 SSP 模块及 PIC17 接口：与 PIC16/PIC17 微控制器兼容，通过配置相关寄存器实现 SPI 通信。

6.4 布局、接地和旁路

为获得最佳性能，建议使用印刷电路板（PC），确保模拟和数字走线适当分离，避免平行布线和数字信号路径位于 ADC 封装下方。使用单独的模拟和数字接地部分，并通过一个星点连接。在电源引脚附近使用 0.1µF 电容旁路 VDD，以降低电源噪声的影响。

七、总结

MAX1286 - MAX1289 系列 ADC 以其低功耗、高性能和丰富的特性，适用于便携式电池供电数据采集应用以及其他对功耗和空间要求较高的场景。在实际设计中，工程师可以根据具体需求选择合适的型号，并合理进行引脚连接、接口配置和布局设计，以充分发挥该系列 ADC 的优势。大家在使用这些 ADC 时，有没有遇到过什么特别的问题呢？欢迎在评论区分享交流。