MAX138/MAX139/MAX140：3 1/2 位A/D轉換器的卓越性能與應用解析

產品概述

在電子工程師的工具箱中，一款出色的A/D轉換器至關重要。MAX138、MAX139和MAX140這三款3 1/2位A/D轉換器，憑借其獨特的設計和豐富的功能，成為眾多應用場景中的理想選擇。

文件下載：MAX138CMH+D.pdf

基本特性

• 單電源供電：能夠在+2.5V至+7.0V的單電源電壓下穩定工作，為設計帶來了極大的靈活性。
• 正負電壓測量：借助電荷泵電壓逆變器，可測量正、負輸入電壓，滿足多樣化的測量需求。
• 內部帶隙基準：提供穩定的基準電壓，保證測量的準確性和穩定性。
• 板載顯示驅動：MAX138配備LCD顯示驅動，MAX139和MAX140則適用于LED顯示，方便直觀地展示測量結果。
• 低段電流：MAX140專為低電流LED顯示設計，降低功耗。

引腳配置與應用場景

引腳配置

詳細的引腳配置為工程師提供了清晰的連接指導。不同的引腳承擔著不同的功能，如V+為電源輸入，GND為接地，IN HI和IN LO用于輸入信號等。在實際設計中，正確連接引腳是確保轉換器正常工作的關鍵。

應用場景

這些轉換器廣泛應用于多個領域，包括+5V供電的面板儀表、+3V供電的數字萬用表、各類儀器、便攜式監測設備、稱重秤以及數字溫度計等。其高適應性使得它們在不同的應用場景中都能發揮出色的性能。

電氣特性

關鍵參數

不同型號特性

MAX138、MAX139和MAX140在電氣特性上也存在一些差異。MAX138的LCD顯示驅動輸出具有特定的電壓擺動范圍和頻率；MAX139和MAX140的LED顯示驅動輸出則是N溝道電流源，其輸出電流與電壓特性也有相應的規定。

工作原理與轉換方法

轉換方法

采用雙斜率積分轉換方法，并增加了自動調零階段和零積分階段。自動調零階段用于補償緩沖器和積分器的偏移，零積分階段確保從超量程轉換中快速恢復。轉換結果為1000x(IN HI - IN LO)/(REF HI - REF LO)，最大轉換結果為±1999。

電壓基準

COMMON電壓由帶隙基準源產生，與早期使用齊納二極管的設備相比，消除了與低電流齊納二極管相關的長期漂移問題。雖然其寬帶噪聲略高于齊納二極管產生的COMMON電壓，但使用0.1uF或更大的參考電容可以有效降低噪聲。

組件選擇與應用注意事項

組件選擇

• 積分電阻：通常選擇合適的積分電阻值，以確保最大電流為1.1uA。例如，對于1V參考電壓，電阻值應為1.8M；對于100mV參考電壓，電阻值應為180k。
• 積分電容：建議使用聚丙烯電容，因其低介電吸收特性，可減少積分線性誤差。
• 參考電容：一般情況下，0.1uF的參考電容即可滿足需求。但在存在較大雜散電容的情況下，可能需要增大電容值至1.0uF。
• 自動調零電容：為獲得最佳噪聲性能，自動調零電容值應至少為積分電容值的4倍。

應用注意事項

• 共模電壓范圍：在低電源電壓或IN LO、IN HI接近電源電壓時，需要仔細評估共模電壓的影響。
• 低電池檢測：可利用晶體管電壓檢測器實現簡單的低電池檢測功能。
• 過載顯示：當輸入電壓超過滿量程時，會顯示過載信息。
• 非線性問題：積分器輸出飽和、電容泄漏等因素可能導致非線性問題，需要針對性地進行處理。
• 噪聲問題：輸入信號噪聲、積分器擺動過低、自動調零電容值過小等都可能導致讀數噪聲，需要采取相應的措施進行解決。

應用提示

參考應用電路

可以參考ICL7136和ICL7106的數據手冊中的應用電路，這些電路同樣適用于MAX138/MAX139/MAX140。

特殊應用模式

在某些應用中，可以將固定參考電壓施加在IN HI和IN LO之間，將信號施加在REF HI和REF LO上，此時顯示讀數與輸入電壓成反比。

串行輸出

通過監測CREF端子的電壓，并使用與門結合轉換結束信號和振蕩器輸出，可以獲得串行輸出脈沖流。

極性反轉

如果輸入信號極性與期望極性相反，可以通過特定的驅動方式實現極性顯示的反轉。

MAX138/MAX139/MAX140這三款A/D轉換器以其出色的性能和豐富的功能，為電子工程師提供了強大的工具。在實際設計中，充分了解其特性和應用注意事項，合理選擇組件，能夠確保轉換器在各種應用場景中發揮最佳性能。你在使用這些轉換器的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。