Intersil HI-574A和HI-674A：12位A/D转换器的技术剖析

在电子设计领域，A/D转换器是连接模拟世界与数字世界的关键桥梁。Intersil的HI - 574A和HI - 674A作为12位A/D转换器，在军事、工业数据采集系统、电子测试、科学仪器以及过程控制系统等领域有着广泛的应用。下面我们就来深入了解这两款转换器的技术细节。

文件下载：HI3-574AJN-5Z.pdf

产品概述

HI - X74(A)是一款完整的12位模数转换器，集成了+10V参考时钟、三态输出和用于微处理器控制的数字接口。它采用两片单片芯片封装在28引脚的封装中进行逐次逼近转换。其中，双极模拟芯片采用了Intersil介电隔离工艺，这一工艺不仅提升了交流性能，还避免了闩锁效应。与现有版本相比，通过对每个IC（双极模拟和CMOS数字）进行定制设计，性能得到了显著提升。

关键特性

高精度与高性能

• 分辨率与线性度：具备12位分辨率，HI - X74AK等级保证最大非线性度为±1/2 LSB，HI - X74AJ等级保证最大误差为±1 LSB。在不同温度范围内，都能保证较高的线性度，确保转换结果的准确性。
• 低噪声设计：通过芯片间的电流模式信号传输，实现了噪声降低超过2倍，有效提升了信号质量。
• 快速转换时间：HI - 574A最大转换时间为25µs，HI - 674A最大转换时间为15µs，能够满足高速数据采集的需求。

灵活的接口与控制

• 多种总线接口：支持完整的8位、12位或16位微处理器总线接口，方便与不同的微处理器系统进行连接。
• 控制信号设置简单：控制信号的建立时间短，减少了系统设计的复杂性。
• 字节使能与短周期功能：AO输入提供字节使能/短周期功能，保证在读取操作期间无总线竞争，并且可以通过启动转换输入锁存来设置转换长度。

宽工作范围与稳定性

• 电源电压范围：电源要求为+5V和±12V至±15V，能够适应不同的电源环境。
• 温度稳定性：不同型号适用于不同的温度范围，如HI3 - 574Axx - 5适用于0°C至+75°C，HI1 - 574AxD - 2适用于 - 55°C至+125°C，满足各种恶劣环境的使用要求。
• 内部参考电压稳定：内部参考电压在整个温度范围内保持在+10.00 ±0.05V，为转换提供了稳定的基准。

应用注意事项

物理布局

• 电路板设计：建议使用双面印刷电路板，并在元件面设置接地层。避免使用绕线或点对点布线，因为这些方式可能会对精度产生不可预测的影响。
• 信号布线：敏感的模拟信号应在接地走线之间布线，并远离数字线路。如果模拟和数字线路必须交叉，应使其成直角。

电源供应

• 电源质量：电源电压必须稳定且“安静”，电压尖峰可能会影响转换器的精度。如果使用开关电源，需要对输出进行仔细滤波。
• 旁路电容：在每个电源电压端子上添加旁路电容对，推荐使用10µF钽电容与0.1µF陶瓷电容并联。

接地连接

• 引脚连接：引脚9和15应在封装处连接在一起，同时从引脚9到+15V公共端以及从引脚15到+5V逻辑公共端应使用宽的PC走线。
• 单点接地：如果转换器距离系统的“单点”接地较远，应确保引脚9和15仅通过低电阻路径连接到系统接地。

模拟信号源

• 信号源要求：驱动HI - X74A模拟输入的设备需要具有低输出阻抗和快速的响应速度，以应对负载电流的突然变化。
• 示波器监测：可以使用示波器监测HI - X74A的输入，确保在转换过程中干扰能够在规定时间内消退。

校准与控制

范围连接与校准

• 单极性连接与校准：根据输入范围连接相应的引脚，并通过调节偏移电位器R1和增益电位器R2来进行校准。
• 双极性连接与校准：同样通过调节电位器来调整增益和偏移误差，确保转换的准确性。

控制模式

• 独立操作模式：最简单的控制方式是将单个控制线连接到R/C，CE和12/8接高电平，CS和AO接低电平，输出数据为12位。
• 转换长度控制：通过A0输入可以控制转换长度为12位或8位。
• 读取输出数据：满足R/C高、STS低、CE高以及CS和CS低四个条件时，输出数据缓冲区变为有效，根据12/8和AO的状态输出数据。

Intersil的HI - 574A和HI - 674A以其高精度、高性能和灵活的控制方式，为电子工程师在设计各种数据采集和控制系统时提供了可靠的选择。在实际应用中，工程师需要根据具体需求，合理进行布局、电源管理和校准，以充分发挥这两款转换器的优势。你在使用类似的A/D转换器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。