MAX9949/MAX9950參數(shù)測(cè)量單元PMU工作模式
概述
MAX9949/MAX9950是雙通道參數(shù)測(cè)量單元(PMU),具有四種主要工作模式:
- FIMI—加流/測(cè)流
- FIMV—加流/測(cè)壓
- FVMI—加壓/測(cè)流
- FVMV—加壓/測(cè)壓
本文沒有討論兩種輔助操作模式,即:無加載信號(hào)/測(cè)壓(FNMV)和無加載信號(hào)/測(cè)流(FNMI)。關(guān)于這兩種模式的詳細(xì)信息,請(qǐng)參照數(shù)據(jù)資料。
這篇應(yīng)用筆記分章節(jié)討論四種主要工作模式,每個(gè)章節(jié)根據(jù)等效框圖說明芯片的功能。利用公式解釋工作原理,并給出了配置實(shí)例。針對(duì)FIMI模式的表格給出了進(jìn)一步的設(shè)計(jì)案例,MAX9949/MAX9950針對(duì)不同類型的ADC與MSR引腳連接進(jìn)行配置。用戶可以參考這些實(shí)例、配置、公式和表格,設(shè)置特殊的工作模式。
如需了解如何通過串口配置各種模式,請(qǐng)參照數(shù)據(jù)資料。
注意事項(xiàng)及附加說明
給出原理框圖之前,首先提供以下附加說明。
- 本應(yīng)用筆記的內(nèi)容是對(duì)數(shù)據(jù)資料的補(bǔ)充,建議讀者首先獲取一份數(shù)據(jù)資料,確保所有設(shè)置都符合數(shù)據(jù)資料的規(guī)定。
- 本文所舉示例假設(shè)PMU都已經(jīng)過校準(zhǔn)。為簡(jiǎn)化問題,假設(shè)所有失調(diào)為零。沒有失調(diào)的器件在現(xiàn)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(zhǔn),以達(dá)到絕對(duì)精度要求。
- 數(shù)據(jù)資料中的滿量程范圍(FSR)指從負(fù)向最小值到正向最大值的范圍。比如,200μA的FSR范圍為±200μA,共計(jì)400μA。其它量程±2μA、±2mA和±64mA同樣如此換算。
- 線性誤差表示為FSR的函數(shù),通常在±0.02%范圍內(nèi)。如果我們選取2μA范圍,則在整個(gè)4μA FSR范圍內(nèi),最大線性誤差為0.02% x 4μA = 80nA。
- 不要超過絕對(duì)最大額定值指標(biāo),確保工作在數(shù)據(jù)資料規(guī)定的標(biāo)稱范圍內(nèi)。超出標(biāo)稱工作范圍可能導(dǎo)致異常結(jié)果或損壞器件。
- 框圖中橢圓內(nèi)的數(shù)字代表節(jié)點(diǎn)電壓,用戶可以自行驗(yàn)證各節(jié)點(diǎn)值??驁D采用理想運(yùn)放的SPICE模型進(jìn)行仿真,節(jié)點(diǎn)電壓值即為仿真結(jié)果。
- 在FI (加流)模式下,電流正比于[VIN- VIOS]。
- 表中給出了如何針對(duì)單極性和雙極性ADC設(shè)置IOS。
- 所有示例框圖采用15.5kΩ負(fù)載,RSENSE= 10kΩ,量程設(shè)為200μA??驁D適用于任何負(fù)載和任何量程。
- 本應(yīng)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(shù)是4而不是2;所使用的檢測(cè)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可以觀察到:
- MSR引腳監(jiān)測(cè)IN輸入電壓,加上或減去U1、U2、U3、U4和U5的全部失調(diào)電壓。MSR引腳自身并不直接檢測(cè)輸入電流,IFORCE電流正比于VIN- VIOS:
(式1) - 圖1給出了一個(gè)設(shè)置案例,其中,IN = 3.456V,IOS = 1.234V,負(fù)載為15.5kΩ。利用式1和RSENSE= 10kΩ (±200μA量程),得到IFORCE= 111.1μA。
- 通過計(jì)算流過RSENSE的電流可以確認(rèn)IFORCE的計(jì)算:
負(fù)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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