ADC輸入轉換器電路分析

許多高精度模/數轉換器的輸入范圍要求介于0.0V至5.0V之間。例如，MAX1402 (18位多通道Σ-Δ ADC)測量兩個輸入之間的差值。典型的單端應用中，該ADC將輸入電壓與固定的基準電壓(例如2.500V)進行比較：ADCIN = 0V時，數字輸出代表0V – 2.5V = -2.5V；ADCIN = 2.5V時，輸出代表2.5V – 2.5V = 0V；而ADCIN = 5V時，輸出則表示為5V – 2.5V = 2.5V。由此，數字輸出范圍對應于0V至5V的ADCIN為±2.5V。

圖1電路能夠將±10.5V輸入信號轉換到MAX1402 ADC的輸入量程(0V至5V)。ADC的兩個通道(本案中的IN1和IN2)配置為全差分或高精度單端測量。R1、R2電阻分壓器對輸入進行變換，同時采用3.28V為輸入提供偏壓。當輸入接地時，ADC輸入以2.5V為中心(VIN = 0V時，ADC數字輸出為0)。元件的精度保證了ADC的16位精度。

圖1. 本電路使輸入范圍為0V至5V (單端或差分)的ADC能夠處理±10.5V的輸入范圍。

配置MAX1402為差分測量方式，可測量IN1和IN2之間的電壓差。這些輸入可接受±10.5V輸入電壓，而內部可編程增益放大器(PGA)用于提高小信號分辨率。例如，4倍增益可使ADC測量±2.625V輸入信號時達到16位分辨率。

單端測量可以將輸入配置為兩個獨立通道，并將其與IN6的2.50V基準電壓進行比較。如需更高精度，可以將ADC配置為差分輸入，其中一個通道作為地電位檢測輸入。

可以改變電阻分壓器比例以適應不同的輸入范圍，但需要采用相同比例為電路提供偏壓。例如，5:1的比例對應±15.0V的輸入范圍和3.00V偏壓。校準系統時，只需將輸入接地，并把輸入接到已知電壓，然后記錄輸出值即可。可以采用這兩個值計算每個輸入范圍的偏壓和增益系數。