MAX1236–MAX1239：12位ADC的卓越之选

在电子设计的领域中，模拟到数字的转换是至关重要的环节。今天，我们来深入了解一下MAXIM公司的MAX1236–MAX1239系列低功耗、4/12通道、2线串行、12位ADC，看看它在实际应用中能为我们带来怎样的优势。

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一、产品概述

MAX1236–MAX1239系列ADC具有内部跟踪/保持（T/H）、电压基准、时钟和I2C兼容的2线串行接口。它们可以在2.7V至3.6V（MAX1237/MAX1239）或4.5V至5.5V（MAX1236/MAX1238）的单电源下工作，在最高94.4ksps的采样率下仅需670µA的电流。当采样率低于46ksps时，电源电流降至230µA以下。AutoShutdown™功能可在转换之间使设备断电，在低吞吐量速率下将电源电流降低至小于1µA。

1. 通道与基准

MAX1236/MAX1237各有四个模拟输入通道，而MAX1238/MAX1239各有12个模拟输入通道。MAX1237/MAX1239具有2.048V的内部基准，MAX1236/MAX1238具有4.096V的内部基准，同时也支持1V至VDD的外部基准电压。

2. 封装与温度范围

MAX1236/MAX1237采用8引脚µMAX®封装，MAX1238/MAX1239采用16引脚QSOP封装。该系列产品保证在-40°C至+85°C的扩展温度范围内工作。

二、产品特性

1. 高速串行接口

支持400kHz快速模式和1.7MHz高速模式的I2C兼容串行接口，满足不同数据传输速率的需求。

2. 单电源供电

可在2.7V至3.6V或4.5V至5.5V的单电源下工作，简化了电源设计。

3. 内部基准与外部基准

提供不同的内部基准电压，同时支持外部基准，增加了设计的灵活性。

4. 多通道配置

有4通道和12通道可选，可根据实际应用需求进行选择。

5. 低功耗设计

在不同采样率下具有较低的电源电流，特别是在低吞吐量速率下，AutoShutdown™功能可进一步降低功耗。

6. 软件可配置

支持软件配置单极性/双极性操作，以及单端或差分输入模式。

7. 小封装

采用8引脚µMAX和16引脚QSOP封装，节省电路板空间。

三、电气特性

1. DC精度

分辨率为12位，相对精度（INL）为±1 LSB，差分非线性（DNL）为±1 LSB，偏移误差为±4 LSB，增益误差为±4 LSB。

2. 动态性能

在10kHz正弦波输入、VIN(P-P) = VREF、采样率为94.4ksps的条件下，信噪失真比（SINAD）为70dB，总谐波失真（THD）为 -78dB，无杂散动态范围（SFDR）为78dB。

3. 转换速率

内部时钟模式下转换时间为7.5µs，外部时钟模式下为10.6µs。

4. 电源要求

不同采样率下的电源电流不同，如在94.4ksps采样率下，内部基准时为900 - 1150µA，外部基准时为670 - 900µA。

四、工作原理

1. 模拟输入与跟踪/保持

该系列ADC的模拟输入架构包含模拟输入多路复用器、全差分跟踪保持电容、T/H开关、比较器和全差分开关电容数模转换器（DAC）。在单端模式下，模拟输入多路复用器将跟踪保持电容连接到所选的模拟输入和地之间；在差分模式下，连接到所选的“+”和“-”模拟输入之间。

2. 2线数字接口

通过串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）实现双向通信，支持高达1.7MHz的数据速率。数据传输通过START和STOP条件进行控制，同时使用确认位来确保数据传输的准确性。

3. 时钟模式

有内部时钟模式和外部时钟模式可选。内部时钟模式下，使用内部振荡器作为转换时钟，在转换过程中会进行时钟拉伸，减少系统噪声；外部时钟模式下，使用SCL作为转换时钟，转换数据可立即获得。

4. 扫描模式

通过配置字节的SCAN0和SCAN1设置扫描模式，可实现不同的扫描配置，如从AIN0扫描到所选输入、多次转换所选输入等。

五、应用信息

1. 电源上电复位

配置和设置寄存器默认进行单端、单极性、单通道转换，使用内部时钟，以VDD为基准，AIN_/REF配置为模拟输入。

2. 自动关机

在转换之间空闲时，设备会自动关机，除内部基准外的所有模拟电路都会参与自动关机，可显著节省功耗。

3. 参考电压

通过设置字节的SEL[2:0]控制参考和AIN_/REF配置，可选择内部基准或外部基准。

4. 传输函数

输出数据编码在单极性模式下为二进制，在双极性模式下为二进制补码。

六、布局与接地

在PCB设计中，应使用PCB板，避免使用绕线配置。模拟和数字走线应分开，避免平行布线，数字信号路径不应布置在ADC封装下方。使用单独的模拟和数字接地部分，通过一个星点连接。为了降低噪声，应确保接地返回路径的低阻抗和短距离，同时对VDD进行旁路处理。

七、总结

MAX1236–MAX1239系列ADC以其低功耗、多通道、高速串行接口等特性，适用于手持便携式应用、医疗仪器、电池供电测试设备、太阳能供电远程系统等多种领域。在实际设计中，我们可以根据具体需求选择合适的型号和配置，同时注意布局和接地等方面的设计，以充分发挥该系列ADC的性能优势。

你在使用MAX1236–MAX1239系列ADC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。