MAX9949/MAX9950參數測量單元PMU工作模式
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概述
MAX9949/MAX9950是雙通道參數測量單元(PMU)，具有四種主要工作模式：
- FIMI—加流/測流
- FIMV—加流/測壓
- FVMI—加壓/測流
- FVMV—加壓/測壓
本文沒(méi)有討論兩種輔助操作模式，即：無(wú)加載信號/測壓(FNMV)和無(wú)加載信號/測流(FNMI)。關(guān)于這兩種模式的詳細信息，請參照數據資料。
這篇應用筆記分章節討論四種主要工作模式，每個(gè)章節根據等效框圖說(shuō)明芯片的功能。利用公式解釋工作原理，并給出了配置實(shí)例。針對FIMI模式的表格給出了進(jìn)一步的設計案例，MAX9949/MAX9950針對不同類(lèi)型的ADC與MSR引腳連接進(jìn)行配置。用戶(hù)可以參考這些實(shí)例、配置、公式和表格，設置特殊的工作模式。
如需了解如何通過(guò)串口配置各種模式，請參照數據資料。
注意事項及附加說(shuō)明
給出原理框圖之前，首先提供以下附加說(shuō)明。
- 本應用筆記的內容是對數據資料的補充，建議讀者首先獲取一份數據資料，確保所有設置都符合數據資料的規定。
- 本文所舉示例假設PMU都已經(jīng)過(guò)校準。為簡(jiǎn)化問(wèn)題，假設所有失調為零。沒(méi)有失調的器件在現實(shí)生活中并不存在，所有器件在實(shí)際使用之前都需要進(jìn)行校準，以達到絕對精度要求。
- 數據資料中的滿(mǎn)量程范圍(FSR)指從負向最小值到正向最大值的范圍。比如，200μA的FSR范圍為±200μA，共計400μA。其它量程±2μA、±2mA和±64mA同樣如此換算。
- 線(xiàn)性誤差表示為FSR的函數，通常在±0.02%范圍內。如果我們選取2μA范圍，則在整個(gè)4μA FSR范圍內，最大線(xiàn)性誤差為0.02% x 4μA = 80nA。
- 不要超過(guò)絕對最大額定值指標，確保工作在數據資料規定的標稱(chēng)范圍內。超出標稱(chēng)工作范圍可能導致異常結果或損壞器件。
- 框圖中橢圓內的數字代表節點(diǎn)電壓，用戶(hù)可以自行驗證各節點(diǎn)值?？驁D采用理想運放的SPICE模型進(jìn)行仿真，節點(diǎn)電壓值即為仿真結果。
- 在FI (加流)模式下，電流正比于[VIN- VIOS]。
- 表中給出了如何針對單極性和雙極性ADC設置IOS。
- 所有示例框圖采用15.5kΩ負載，RSENSE= 10kΩ，量程設為200μA?？驁D適用于任何負載和任何量程。
- 本應用筆記也適用于MAX9951/MAX9952PMU，但有兩點(diǎn)例外：反饋環(huán)路增益倍數是4而不是2；所使用的檢測電阻值翻倍。
FIMI模式
圖1. 示例配置的FIMI模式等效框圖
由圖1可以觀(guān)察到：
- MSR引腳監測IN輸入電壓，加上或減去U1、U2、U3、U4和U5的全部失調電壓。MSR引腳自身并不直接檢測輸入電流，IFORCE電流正比于VIN- VIOS：
(式1) - 圖1給出了一個(gè)設置案例，其中，IN = 3.456V，IOS = 1.234V，負載為15.5kΩ。利用式1和RSENSE= 10kΩ (±200μA量程)，得到IFORCE= 111.1μA。
- 通過(guò)計算流過(guò)RSENSE的電流可以確認IFORCE的計算：
負載端：IRSENSE= (2.833 - 1.722)/10,000 = 111.1μA (式2) IRLOAD= 1.722/15,500 = 111.0968μA (誤差源于3位分辨率)
表1. FIMI配置示例，可在MSR引腳選擇單極性或雙極性輸入ADC
FIMI IN
(V)IOS
(V)
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