MAX162/MX7572：高速CMOS 12位ADC的深度解析

在电子设计领域，模数转换器（ADC）是连接模拟世界与数字世界的关键桥梁。今天我们要深入探讨的是Maxim公司的两款高性能产品——MAX162和MX7572，它们都是完整的12位高速CMOS ADC。让我们一起揭开它们的神秘面纱。

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一、总体概述

MAX162和MX7572将高速、低功耗以及片上电压基准集于一身。MAX162的转换时间为3μs，MX7572则有5μs和12μs两种转换时间可选。其采用的埋入式齐纳基准源，具备低漂移和低噪声的出色性能。外部只需使用去耦电容来处理电源和基准电压，片上还集成了时钟电路，既可以由外部源驱动，也能在独立应用中搭配晶体使用。这两款ADC采用标准的微处理器接口架构，三态数据输出由读（RD）和片选（CS）输入控制，90ns和75ns的数据访问和总线释放时间，确保了与大多数流行微处理器的兼容性，无需等待状态。

二、应用领域

2.1 数字信号处理（DSP）

在数字信号处理中，需要对模拟信号进行快速、准确的转换，MAX162和MX7572的高速转换能力能够满足实时处理的需求，确保信号处理的及时性和准确性。

2.2 高精度过程控制

在工业自动化等高精度过程控制领域，对ADC的精度要求极高。这两款ADC的12位分辨率和线性度，能够提供精确的测量数据，保证控制过程的稳定性和准确性。

2.3 高速数据采集

对于需要快速采集大量数据的应用，如高速数据采集系统，MAX162和MX7572的高速转换时间可以高效地完成数据采集任务。

2.4 机电系统

在机电系统中，需要对各种传感器的模拟信号进行转换，这两款ADC能够适应不同的工作环境和信号要求，为机电系统的稳定运行提供支持。

三、产品特性

3.1 高分辨率与线性度

具备12位的分辨率和线性度，能够提供精确的数字输出，确保测量的准确性。

3.2 快速转换时间

MAX162的3μs转换时间以及MX7572的5μs和12μs转换时间，满足不同应用对速度的要求。

3.3 无丢失码

保证了数据转换的完整性和可靠性，避免了因丢失码而导致的数据误差。

3.4 片上电压基准

提供稳定的基准电压，减少外部元件的使用，提高了系统的稳定性和可靠性。

3.5 快速访问时间

90ns的访问时间，使得数据能够快速被读取，提高了系统的响应速度。

3.6 低功耗

最大功耗仅为215mW，适合对功耗要求较高的应用场景。

3.7 封装形式

采用24引脚窄DIP封装，方便安装和使用。

四、订购信息

MAX162和MX7572提供了多种温度范围和封装形式可供选择，以满足不同用户的需求。不同型号的误差（LSB）也有所不同，用户可以根据具体应用场景进行选择。例如，MAX162ACNG适用于0°C至+70°C的温度范围，采用塑料DIP封装，误差为±1/2 LSB。

五、引脚配置与功能

5.1 引脚功能

• HBEN（19脚）：高字节使能输入，用于将内部12位转换结果复用至低字节输出（D7 - D0/8），高电平时禁止转换启动。
• RD（20脚）：读输入，低电平有效。当CS和HBEN为低电平时，启动转换；当CS为低电平时，使能输出驱动器。
• CS（21脚）：片选输入，必须为低电平，ADC才能识别RD和HBEN输入。
• BUSY（22脚）：忙输出，转换进行时为低电平。
• Vss（23脚）：负电源，MX7572为 - 15V，MAX162为 - 15V或 - 12V。
• VDD（24脚）：正电源，+5V。

5.2 数据输出格式

12位输出数据可以全并行输出，也可以分为两个8位字输出。对于16位处理器的并行输出，HBEN应保持低电平，输出数据D11 - D0将右对齐。对于两字节数据读取，使用输出D7 - D0/8，字节选择由HBEN控制。

六、工作原理

6.1 转换操作

MAX162和MX7572采用逐次逼近技术，将未知的模拟输入转换为12位数字输出代码。控制逻辑便于与大多数微处理器接口，大多数应用只需几个外部无源元件即可实现模数转换功能。

6.2 时钟操作

时钟电路可由外部时钟源驱动，也可使用内部振荡器。使用外部时钟源时，CLKOUT应开路，且外部时钟源必须具有50%的占空比；使用内部振荡器时，需在CLKOUT和CLKIN之间连接晶体/陶瓷谐振器。

6.3 控制输入同步

为确保固定的转换时间，MAX162的RD输入应在CLKIN的下降沿变为低电平，转换持续13个时钟周期；MX7572的RD输入可在CLKIN的上升沿变为低电平，转换持续12.5个时钟周期。

七、操作模式

7.1 慢内存模式

适用于可强制进入等待状态的处理器，处理器对ADC地址的读取操作启动转换，转换结束后，BUSY信号变高，输出锁存器更新为新的转换结果。

7.2 ROM模式

适用于不能强制进入等待状态的处理器。第一次读取操作启动转换，输出前一次转换的数据；第二次读取操作访问第一次转换的结果，并启动新的转换。

八、接口应用提示

8.1 数字总线噪声

数据总线在转换期间的活动可能会导致ADC比较器出现误差。慢内存模式可通过让处理器进入等待状态来避免此问题；ROM模式下，若数据总线在转换期间活动，应使用三态驱动器将总线与ADC隔离。

8.2 物理布局

为获得最佳系统性能，应使用印刷电路板，避免使用绕线板。布局时应尽量将数字和模拟信号线分开，避免模拟和数字线平行或数字线位于MAX162/MX7572封装下方。

8.3 接地

应在MAX162/MX7572的3脚（AGND）建立单点模拟星形接地，与逻辑接地分开。所有其他模拟接地和12脚（DGND）应连接到该星形接地，且其他数字接地不应连接到该星形点。

8.4 电源旁路

ADC中的高速比较器对VDD和VSS电源中的高频噪声敏感，应使用0.1μF和10μF的旁路电容将电源旁路到模拟星形接地，以抑制电源噪声。

8.5 内部基准

MAX162/MX7572具有内部埋入式齐纳基准源，提供 - 5.25V ± 1%的参考电压，温度系数低。参考输出在2脚，应使用47μF钽电容和0.1μF电容并联旁路到模拟接地。

8.6 驱动模拟输入

模拟输入信号引线应尽量短，以减少噪声拾取。若引线较长，应使用屏蔽电缆。AIN引脚的输入阻抗通常为2.5kΩ，驱动AIN的放大器应具有足够低的直流和交流输出阻抗。

九、与采样保持器的接口

为确保12位精度，ADC的模拟输入在整个转换过程中必须稳定在1/2 LSB以内。对于高频信号，应使用采样保持器。MAX162/MX7572的BUSY输出可用于提供采样保持放大器的跟踪/保持信号，但需注意DAC切换可能导致的开关瞬变问题。

十、输入操作模式

10.1 单极性输入操作

MAX162/MX7572的标称输入/输出传递函数中，代码转换发生在连续整数LSB值的中间，输出编码为二进制，1LSB = 1.22mV（5V/4096）。

10.2 双极性输入操作

可通过非反相和反相两种模式实现双极性操作，通过选择不同的缩放电阻值可实现多种输入范围。在双极性应用中，应使用相同类型和制造商的电阻，推荐使用0.1%的电阻以减少温度漂移。

十一、总结

MAX162和MX7572作为高性能的12位高速CMOS ADC，具有多种优秀特性和灵活的操作模式，适用于多种应用场景。在实际设计中，我们需要根据具体需求选择合适的型号和操作模式，并注意接口应用的各种提示，以确保系统的稳定性和性能。大家在使用过程中是否遇到过类似ADC的一些特殊问题呢？欢迎在评论区交流分享。