并行14位8通道同时采样器MAXl320的功能及在微机保护中的应用
1、概述
随着芯片制造工艺的不断发展及用户对数据实时性要求的不断提高。同时采样a／d转换器在实时性方面的巨大优势使其应用越来越广泛。maxl320是maxim公司最新推出的并行14位8通道同时采样器．其基本特征和参数如下：
●速度高，转换8通道的时间可达3．8μs，每通道的吞吐量达到250kps；
●模拟供电电压+4．75v一+5．25v。数字供电电压+2．7v~+5．25v，无需电平转换便可以直接与绝大多数的处理器直接相连；
●电压转换范围为+5v；
●16．6mhz的14位双向并行接口可与高速cpu直接相连；
●无需校准；
●双极性输入，无需负电源，提供+16．5v过压保护；
●先进，先出（fifo）功能，减少接口开销，并可在转换结束或转换之间读取转换结果；
●典型模拟电流输入为．46ma．最大数字电流输入为1．6ma．典型输入阻抗8．66kω；
●动态特性：sfdr=90dbc．sinad=76．5db，直流精度为±2lsb inl，±ilsbdnl；
●7rmnx7mm，48引脚tqfp封装；
●可工作在扩展级温度范围（一40°~+85℃）。
2、内部结构及引脚功能
maxl320内部集成了带宽为iomhz的s／h、+2．5v参考电压、内部时钟、8x14位sram以及选通采样通道的配置寄存器等。maxl320内部结构如图1所示。
其中配置寄存器的设置如下：数据位do—d7依次对应于模拟输人通道cho—ch7．向其位写1选择相应通道，写o则关闭该通道。配置寄存器需同allon引脚一起决定通道是否选通。
引脚功能说明：
avdd：模拟电源输入引脚。接+4．75v一+5．25v模拟电源；
agnd：模拟地；
ch0一ch7：模拟量输入通道ch0一ch7；
msv：中值电压旁路；
intclk／extclk：时钟模式选择输入。该引脚接avm选择内部时钟，接agnd选择外部时钟输入；
refms：中值基准旁路或输入。应用时需将refms与ref连接。若采用内部基准．用一个不低于0．01μf。的电容将refms／ref节点旁路到ag-nd；若采用外部基准，用+2v一+3v的外部电压驱动refms／ref节点：
ref+：正基准旁路。应用时用一个0．1μf电容将ref+旁路到agnd，同时用一个2．2μf。电容和一个o．1μf电容将ref+旁路到：ref-；
ref一：负基准旁路；应用时用一个0．1μf电容将。ref-旁路至agnd。同时用一个2．2μf电路和一个0．1μf电容将ref一旁路到ref+；
do—d13：14位并行数据总线；
dvdd：数字电源输入引脚；
dgnd：数字地；
eoc：转换结束输出。低电平表明一次转换结束。在下一个clk（上升沿或convst下降沿时变回高电平；
eolc：最后转换结束输出。低电平表明最后一个通道的转换结束。当convst跳变到低电平为下一次转换时序做准备时，eolc跳变到高电平；
clk：外部时钟输入引脚；
shdn：掉电输入引脚。该引脚为低电平选择正常模式，为高电平选择掉电模式。器件进入低功耗状态；
allon：通道使能输入。该引脚接高电平使能所有的输入通道（12h0一ch7），接低电平则只有被选中的通道才进行a／d转换；
cs：片选输入，低电平选通电路；
rd：读选通．将rd置为低电平将启动一次并行数据总线的读操作；
wr：写选通。将wr置为低电平将启动一次写操作，主要是对配置寄存器的操作；
convst：启动转换输入引脚。convst为高电平时将启动转换过程。模拟输入在convst的上升沿采样。
3、maxl320典型连接
maxl320的典型连接如图2所示．其中dvm引脚可接至+2．7v~+5．25v的数字电压。值得注意的事。为了提高a／d转换的精度。最好将数字地和模拟地分开走线．然后用零欧姆电阻或磁珠在一点相连。
4、在微机保护中的应用
在电力系统微机保护中．对各种模拟量的实时性要求很高．而max1320的同时采样和高速转换功能很好的解决了这个问题。在笔者参与设计的一套基于dsp的微机保护装置中．采用两片maxl320采集16路电压电流信号．不但大大简化了采样部分软硬件设计的工作量。而且很好的解决了各种模拟量的速度和精度问题．从而使该套微机保护装置的整体性能得到极大的提高。
在硬件设计方面，dsp采用ti公司的tms320lf2407a，通过地址线a14、a15和dsp的外部i／o空间选通引脚is译码选通maxl320。dsp的iopbl和iopb2接两片max1320的convst引脚来启动a／d转换（可以选择8路或16路同时采样），maxl320的eolc引脚接dsp的iopb3和iopb4．通过查询这两个引脚来判断a／d转换是否完成。图3是maxl320应用于微机保护系统采样部分的结构框图。
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●速度高，转换8通道的时间可达3．8μs，每通道的吞吐量达到250kps；
●模拟供电电压+4．75v一+5．25v。数字供电电压+2．7v~+5．25v，无需电平转换便可以直接与绝大多数的处理器直接相连；
●电压转换范围为+5v；
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●无需校准；
●双极性输入，无需负电源，提供+16．5v过压保护；
●先进，先出（fifo）功能，减少接口开销，并可在转换结束或转换之间读取转换结果；
●典型模拟电流输入为．46ma．最大数字电流输入为1．6ma．典型输入阻抗8．66kω；
●动态特性：sfdr=90dbc．sinad=76．5db，直流精度为±2lsb inl，±ilsbdnl；
●7rmnx7mm，48引脚tqfp封装；
●可工作在扩展级温度范围（一40°~+85℃）。
2、内部结构及引脚功能
maxl320内部集成了带宽为iomhz的s／h、+2．5v参考电压、内部时钟、8x14位sram以及选通采样通道的配置寄存器等。maxl320内部结构如图1所示。
其中配置寄存器的设置如下：数据位do—d7依次对应于模拟输人通道cho—ch7．向其位写1选择相应通道，写o则关闭该通道。配置寄存器需同allon引脚一起决定通道是否选通。
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ref+：正基准旁路。应用时用一个0．1μf电容将ref+旁路到agnd，同时用一个2．2μf。电容和一个o．1μf电容将ref+旁路到：ref-；
ref一：负基准旁路；应用时用一个0．1μf电容将。ref-旁路至agnd。同时用一个2．2μf电路和一个0．1μf电容将ref一旁路到ref+；
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