MAX160/MX7574：8位A/D转换器的卓越之选

在电子设计领域，A/D转换器是连接模拟世界和数字世界的桥梁，其性能直接影响到整个系统的精度和稳定性。今天，我们就来深入了解一下MAXIM公司的两款8位A/D转换器——MAX160和MX7574。

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产品概述

MAX160和MX7574是低成本、与微处理器兼容的8位模拟 - 数字转换器，采用逐次逼近技术实现快速转换。MAX160的转换时间为4μs，MX7574为15μs。它们设计为能轻松与微处理器接口，可作为内存位置或I/O端口，能直接连接到微处理器数据总线或系统输入端口。片上时钟、+5V电源要求和低电源电流（最大5mA）简化了操作。

产品特性

性能提升

MAX160在精度、速度规格以及与TTL逻辑电平兼容性方面，相较于AD7574有显著的性能提升。这使得它在对精度和速度要求较高的应用中表现更为出色。

快速转换

MAX160能实现4μs的快速转换时间，MX7574也能达到15μs，满足了许多高速数据采集和处理的需求。对于需要实时响应的系统来说，这样的转换速度是至关重要的。

无丢失码

在不同温度下都不会出现丢失码的情况，保证了转换结果的准确性和可靠性。无论是在常温环境还是极端温度条件下，都能稳定工作。

单电源供电

仅需单一的+5V电源，降低了电源设计的复杂度，减少了系统成本。同时，低电源电流也有助于降低功耗，延长电池使用寿命。

比例运算

具备比例运算功能，使得转换器在不同的输入信号和参考电压下都能保持良好的线性度和精度。

无需外部时钟

片上时钟的设计使得无需额外的外部时钟源，简化了电路设计，减少了外部干扰。

易于与微处理器接口

可以方便地与微处理器进行连接，通过作为内存位置或I/O端口，实现与微处理器的数据交互。这为系统集成提供了便利，降低了开发难度。

应用领域

数字信号处理

在数字信号处理中，需要对模拟信号进行快速、准确的转换，MAX160和MX7574的快速转换时间和高精度特性能够满足这一需求。例如在音频处理、图像处理等领域，能够实时将模拟信号转换为数字信号进行处理。

高速数据采集

对于需要高速采集数据的应用，如工业自动化中的传感器数据采集、医疗设备中的生理信号采集等，这两款转换器能够快速、准确地采集数据，为后续的数据分析和处理提供可靠的基础。

电信

在电信领域，对信号的处理速度和精度要求很高。MAX160和MX7574可以用于信号的调制解调、信号检测等环节，保证通信系统的稳定运行。

过程自动化

在工业过程自动化中，需要对各种物理量进行实时监测和控制。这两款转换器可以将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，供控制系统进行处理和决策。

仪器仪表

在仪器仪表领域，精度和可靠性是关键。MAX160和MX7574的高精度和稳定性能够满足仪器仪表对信号转换的要求，确保测量结果的准确性。

航空电子

航空电子系统对设备的性能和可靠性要求极高。这两款转换器的快速转换时间、高精度和宽温度范围特性，使其能够在航空电子系统中稳定工作，为飞行安全提供保障。

电气特性

精度

在特定的时钟频率下（MAX160为2.0MHz，MX7574为0.5MHz），具有良好的精度表现。包括差分非线性、增益误差和偏移误差等指标都在规定范围内，保证了转换结果的准确性。

逻辑输入输出

逻辑输入输出电压和电流等参数符合标准要求，能够与其他数字电路进行良好的接口。例如，逻辑输出高电压和低电压的规定，确保了信号的正确传输和识别。

电源要求

电源供应要求为+5V ±5%，在这个范围内能够保证转换器的正常工作。同时，电源电流的大小也影响着系统的功耗。

时序特性

不同的接口模式（静态RAM接口模式、ROM接口模式和慢内存接口模式）下，有着不同的时序要求。例如，在静态RAM接口模式下，CS脉冲宽度、RD到CS的建立时间、数据访问时间等都有明确的规定。在设计电路时，必须严格按照这些时序要求进行操作，否则可能会导致转换结果错误或系统不稳定。

引脚描述

PIN	NAME	FUNCTION
11	DB2	三态数据输出，位2
12	DB1	三态数据输出，位1
13	DB0	三态数据输出，位0（LSB）
14	BUSY	BUSY输出，转换开始时BUSY变低，转换完成时返回高电平
15	RD	READ输入，RD必须为低才能访问数据
16	CS	CHIP - SELECT输入，用于转换控制或设备寻址
17	CLK	外部时钟输入/内部时钟频率设置输入
18	DGND	数字地

这些引脚的功能明确，在电路设计时需要正确连接，以确保转换器的正常工作。

接口模式

静态RAM接口模式

通过执行内存WRITE指令启动转换，WRITE操作后，后续的WRITE操作无效。数据读取通过执行内存READ操作进行，但必须在BUSY信号变为高电平后才能进行。需要注意的是，如果CS保持低电平的时间超过保持时间（tRHCS），会启动新的转换。

ROM接口模式

CS输入不使用并保持低电平，RD输入由解码后的设备地址得出。执行内存READ指令启动数据读取，RD返回高电平时自动启动转换。与RAM模式类似，在BUSY信号变为高电平之前尝试读取数据会导致错误。这种模式的优点是简单，但缺点是获取的数据可能不准确，需要连续进行两次READ操作并仅使用第二次读取的数据。

慢内存接口模式

CS和RD连接在一起，解码后的设备地址驱动CS/RD，BUSY输出连接到处理器的READY输入。通过执行WAIT状态启动转换，转换结束后，BUSY返回高电平，数据在数据输出端可用。这种模式的主要优点是允许处理器通过单个READ指令启动和结束转换并读取结果，但不能进行内存WRITE操作，否则会导致三态总线冲突。

应用提示

时序和控制

必须严格遵守接口模式的时序要求，否则可能会导致转换器改变接口模式。例如，在RAM模式下，如果CS保持低电平时间过长，转换器会进入ROM模式。

逻辑去抖动

在微处理器应用中，地址总线的未指定状态可能会导致复位或数据读取错误。在慢内存模式中，使用锁存地址输入是避免这种问题的最佳方法。

上电初始化

上电时，对MAX160/MX7574的地址位置执行内存READ操作并忽略数据，以完成初始化。

时钟

内部振荡器

内部振荡器需要外部电阻和电容连接，具有良好的初始精度和温度、电源电压稳定性。为防止内部时钟误触发，RCLK和Cclk必须靠近CLK引脚放置，并尽量减少CS和RD输入的耦合。

外部时钟

在需要同步操作或精确控制转换时间的应用中，可以使用外部时钟。外部时钟仅适用于静态RAM或慢内存模式，不适用于ROM模式。在不同模式下，对时钟的操作有不同的要求，如在静态RAM模式下，启动转换时CS应在正时钟沿变低以提供最佳的MSB建立时间。

模拟考虑

输入负载

为防止VREF、AIN和BoFS引脚的输入负载效应，必须使用低阻抗驱动源，如运算放大器缓冲器或低输出阻抗参考源。

比例运算

MAX160/MX7574的乘法DAC方案具有比例运算特性，但在参考电压低于 - 10V时，比较器的限制（如偏移电压、输入噪声和增益）会降低传输函数的性能。

偏移校正

可以通过偏移驱动AIN输入的缓冲器来调整传输函数的偏移误差。可以通过将抵消电流求和到放大器的求和节点，或通过分压器抽取电压并将其应用到放大器的同相输入来实现。

模拟和数字地

建议将AGND和DGND引脚本地连接，以防止噪声注入到A/D转换器中。在AGND - DGND连接不本地的系统中，应在AGND和DGND之间连接钳位二极管，使两个接地总线之间的电压差保持在一个二极管压降以内。

单极性二进制操作

单极性操作时，需要进行偏移和增益校准。偏移校准通过调整偏移电位器，使DB7 - DB1为低电平，DB0闪烁；增益校准通过调整微调电位器R2，使DB7 - DB1为高电平，DB0闪烁。

双极性（偏移二进制）操作

双极性操作时，输出编码为偏移二进制。校准过程包括调整R6和R7、施加不同的电压并调整相应的电位器，以确保ADC输出在特定范围内闪烁。

双极性（互补偏移二进制）操作

在这种模式下，输入信号（ - 10V到 + 10V）经过调理后，A/D基本工作在单极性模式（0到 + 10V）。校准同样包括偏移和增益调整，通过施加不同的电压并调整相应的电位器来实现。

MAX160和MX7574这两款8位A/D转换器以其卓越的性能、丰富的特性和广泛的应用领域，为电子工程师提供了一个可靠的选择。在实际应用中，我们需要根据具体的需求和设计要求，合理选择接口模式、注意时序和控制、进行正确的校准和调试，以充分发挥这两款转换器的优势。你在使用A/D转换器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。