MAX1065/MAX1066：低功耗14位并行接口模数转换器的卓越之选

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MAXIM公司的两款低功耗14位模数转换器——MAX1065和MAX1066，它们凭借出色的性能和丰富的特性，在众多应用场景中展现出强大的竞争力。

文件下载：MAX1065.pdf

产品概述

MAX1065和MAX1066是14位低功耗逐次逼近型模数转换器，具有自动掉电功能、工厂校准的内部时钟以及高速并行接口。其中，MAX1065为14位宽接口，采用28引脚TSSOP封装；MAX1066为字节宽接口，采用20引脚TSSOP封装。它们均适用于0°C至+70°C的商业温度范围以及 -40°C至+85°C的扩展温度范围。

这两款转换器可使用内部4.096V参考电压或外部参考电压，在不同参考电压和采样率下，功耗表现出色。例如，在外部参考电压下，采样率为165ksps时，电流仅为1.8mA；使用内部参考时，电流为2.7mA。在10ksps的AutoShutdown™模式下，供电电流可降至0.1mA。

特性亮点

接口与速度

• 并行接口：MAX1065的14位宽和MAX1066的字节宽并行接口，为与大多数微处理器的高速连接提供了便利。
• 高采样率：最高可达165ksps的采样率，能够满足高速数据采集的需求。

精度与参考

• 高精度：±1LSB的DNL（最大）和±1LSB的INL（最大），确保了转换结果的准确性。
• 参考电压：内部4.096V参考电压，温度系数为35ppm/°C，外部参考电压范围为3.8V至5.25V，提供了灵活的参考选择。

低功耗与小封装

• 低功耗：不同工作模式下的低电流消耗，使其非常适合电池供电的应用。
• 小封装：28引脚和20引脚的TSSOP封装，节省了电路板空间，满足对空间要求较高的设计。

电气特性

直流精度

• 分辨率：14位分辨率，能够提供精细的模拟信号数字化结果。
• 相对精度：不同型号的INL误差有所不同，如MAX106_A为±1LSB，MAX106_B为±2LSB，MAX106_C为±3LSB。
• 其他参数：包括差分非线性（DNL）、过渡噪声、偏移误差、增益误差、偏移漂移和增益漂移等，都表现出良好的性能。

动态性能

在1kHz正弦波输入、4.096V峰 - 峰值输入电压和165ksps采样率的条件下，信号 - 噪声加失真比（SINAD）可达81 - 84dB，信号 - 噪声比（SNR）为82 - 84dB，总谐波失真（THD）为 - 99至 - 86dB，无杂散动态范围（SFDR）为87 - 102dB，展现出优秀的动态特性。

转换速率

• 采样率：最高可达165ksps，满足高速数据采集的需求。
• 孔径延迟和抖动：孔径延迟为40ns，孔径抖动为100ps，确保了采样的准确性。

模拟输入

• 输入范围：0至VREF，可根据参考电压灵活调整输入范围。
• 输入电容：40pF的输入电容，对输入信号的影响较小。

其他特性

还包括内部参考、外部参考、数字输入/输出、模拟和数字供电电压、供电电流等方面的特性，这些特性共同保证了转换器的稳定运行。

典型应用

MAX1065/MAX1066适用于多种应用场景，如温度传感器/监测、工业过程控制、I/O板、数据采集系统、电缆/线束测试仪、加速度计测量和数字信号处理等。在这些应用中，其高精度、低功耗和小封装的特点能够充分发挥优势。

工作原理与操作要点

转换操作

采用逐次逼近（SAR）转换技术，结合固有的跟踪 - 保持（T/H）阶段，将模拟输入转换为14位数字输出。并行输出为与微处理器的高速连接提供了便利。

模拟输入

等效输入电路采用开关电容数模转换器（DAC），提供跟踪 - 保持功能。单端输入连接在AIN和AGND之间，输入带宽为4MHz，可通过欠采样技术处理高速瞬态事件和高频信号，但需使用抗混叠滤波以避免高频信号混叠。

跟踪与保持

在跟踪模式下，模拟信号被采集到内部保持电容上；在保持模式下，T/H开关打开，电容DAC对模拟输入进行采样。采集时间与输入信号的源阻抗有关，可通过公式计算。为提高输入信号带宽，可使用宽带缓冲器驱动AIN。

掉电模式

可通过R/C位在CS的第二个下降沿选择待机模式或关机模式。待机模式下，内部参考和参考缓冲器保持开启，转换后无需等待参考电源启动；关机模式下，参考和参考缓冲器在转换完成后关闭，可大幅降低供电电流，但再次启动时需要一定的时间来唤醒和稳定。

参考电压

• 内部参考：内部参考提供4.096V（典型值）的输出，可通过REFADJ引脚进行微调。
• 外部参考：可将外部参考连接到REFADJ或REF引脚，使用时需注意输入阻抗和负载电流等参数。

读取转换结果

EOC信号用于标志转换完成，转换结果通过D0 - D13并行输出。MAX1065将结果加载到14位宽数据总线上，MAX1066则通过HBEN引脚切换输出的高低字节。

复位操作

可通过RESET引脚进行复位，也可通过执行一次“虚拟”转换来使ADC进入已知状态。

设计注意事项

布局、接地和旁路

为获得最佳性能，应使用印刷电路板，避免模拟和数字线路平行布线，将数字信号路径远离敏感的模拟和参考输入。使用独立的模拟和数字接地平面，并在靠近器件处单点连接。对AVDD进行旁路处理，使用0.1µF电容与1µF至10µF低ESR电容并联，并保持电容引脚短，以减少杂散电感。

输入缓冲

大多数应用需要输入缓冲放大器来实现14位精度。输入信号多路复用的情况下，应在采集后立即切换输入通道，确保输入缓冲放大器有足够的时间响应输入信号的变化。

总结

MAX1065和MAX1066以其低功耗、高精度、高速和小封装等优点，成为高性能、电池供电数据采集应用的理想选择。在实际设计中，工程师们需要根据具体的应用需求，合理选择参考电压、工作模式和输入缓冲等参数，同时注意布局、接地和旁路等设计要点，以充分发挥这两款转换器的性能优势。你在使用类似的模数转换器时，遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。