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MAX1407 完整的数据采集系统可简化您的系统设计
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2022-11-18
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便携式测量系统的硬件设计比仅仅选择合适的 IC 来满足所需的电气性能要复杂得多。有许多权衡需要考虑。电路板面积或高度是否有尺寸限制？包括组件、组装和最终测试在内的总系统成本需要多少？上市时间有多重要，是否已识别所有相关风险？什么是产品生命周期？产品会在什么环境下使用，可靠性要求是什么？一个极端是使用现成标准组件的分立设计，另一个极端是使用单个混合信号芯片的定制设计。下面将分立设计与使用 MAX1407 的设计进行比较。便携式测量系统的硬件设计比仅仅选择合适的 IC 来满足所需的电气性能要复杂得多。有许多权衡需要考虑。电路板面积或高度是否有尺寸限制？包括组件、组装和最终测试在内的总系统成本需要多少？上市时间有多重要，是否已识别所有相关风险？什么是产品生命周期？产品会在什么环境下使用，可靠性要求是什么？一个极端是使用现成标准组件的分立设计，另一个极端是使用单个混合信号芯片的定制设计。下面将分立设计与使用 MAX1407 的设计进行比较。图1图1显示了使用分立元件的便携式数据采集系统 (DAS) 的功能框图。该系统包括电源、模拟和数字电路。电源来自电池，具有用于调节输出电压的电源。电池电压可通过A/D转换器按需测量，并有电池复位电路和稳压输出电压。模拟包括用于连接电化学传感器的模拟前端 (AFE) 电路（可能包括 D/A 转换器、运算放大器和模拟开关）、用于测量温度的热敏电阻电路、带输入多路复用器的 A/D 转换器、以及用于 AFE、热敏电阻和 A/D 转换器的参考电压。数字电路包括一个 32kHz 振荡器、实时时钟 (RTC)、显示了使用分立元件的便携式数据采集系统 (DAS) 的功能框图。该系统包括电源、模拟和数字电路。电源来自电池，具有用于调节输出电压的电源。电池电压可通过A/D转换器按需测量，并有电池复位电路和稳压输出电压。模拟包括用于连接电化学传感器的模拟前端 (AFE) 电路（可能包括 D/A 转换器、运算放大器和模拟开关）、用于测量温度的热敏电阻电路、带输入多路复用器的 A/D 转换器、以及用于 AFE、热敏电阻和 A/D 转换器的参考电压。数字电路包括一个 32kHz 振荡器、实时时钟 (RTC)、图 1. 带有分立标准组件的便携式系统功能框图。图 1. 带有分立标准组件的便携式系统功能框图。图 1 中所示的传感器是一种电化学型传感器，配置为反向配置，其中工作电极 (WE) 通过 FB1 引脚偏置。FB1 和 OUT1 之间的外部电阻将驱动/感应 D/A 转换器配置为跨阻放大器，以测量通过传感器的电流。参考电极 (RE) 通过 FB2 引脚偏置，反馈回路通过传感器阻抗闭合到 OUT2 引脚，以在变化的传感器电流下调节 WE 和 RE 之间的恒定电位。图 1 中所示的传感器是一种电化学型传感器，配置为反向配置，其中工作电极 (WE) 通过 FB1 引脚偏置。FB1 和 OUT1 之间的外部电阻将驱动/感应 D/A 转换器配置为跨阻放大器，以测量通过传感器的电流。参考电极 (RE) 通过 FB2 引脚偏置，反馈回路通过传感器阻抗闭合到 OUT2 引脚，以在变化的传感器电流下调节 WE 和 RE 之间的恒定电位。图 2图 2显示了使用 MAX1407 的同一便携式 DAS 的功能框图，大大简化了系统设计。MAX1407 包含 AFE 所需的所有电路，包括多路复用器、A/D 转换器和电压基准。它还具有测量电池和电源电压的能力。还包括数字功能，包括两个复位电路、一个带 RTC 的 32kHz 振荡器、唤醒电路、电源控制和一个驱动 µC 的高频时钟输出。此外，MAX1407 中的所有模块都可以通过串行接口单独控制和断电。所示的传感器应用只是此灵活 AFE 的众多配置方式之一。显示了使用 MAX1407 的同一便携式 DAS 的功能框图，大大简化了系统设计。MAX1407 包含 AFE 所需的所有电路，包括多路复用器、A/D 转换器和电压基准。
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