概述

MAX9949/MAX9950是雙通道參數(shù)測量單元(PMU)，具有四種主要工作模式：

1. FIMI—加流/測流
2. FIMV—加流/測壓
3. FVMI—加壓/測流
4. FVMV—加壓/測壓

本文沒有討論兩種輔助操作模式，即：無加載信號(hào)/測壓(FNMV)和無加載信號(hào)/測流(FNMI)。關(guān)于這兩種模式的詳細(xì)信息，請參照數(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。

1. 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。
   
2. 本文所舉示例假設(shè)PMU都已經(jīng)過校準(zhǔn)。為簡化問題，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。
   
3. 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。
   
4. 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。
   
5. 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。
   
6. 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。框圖采用理想運(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。
   
7. 在FI (加流)模式下，電流正比于[VIN- VIOS]。
   
8. 表中給出了如何針對(duì)單極性和雙極性ADC設(shè)置IOS。
   
9. 所有示例框圖采用15.5kΩ負(fù)載，RSENSE= 10kΩ，量程設(shè)為200μA。框圖適用于任何負(fù)載和任何量程。
   
10. 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：

1. MSR引腳監(jiān)測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輸入電流，IFORCE電流正比于VIN- VIOS：

   (式1)

2. 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。
   
3. 通過計(jì)算流過RSENSE的電流可以確認(rèn)IFORCE的計(jì)算：

   IRSENSE= (2.833 - 1.722)/10,000 = 111.1μA

   (式2)

   負(fù)載端：

   IRLOAD= 1.722/15,500 = 111.0968μA (誤差源于3位分辨率)

4. 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
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