MAXREFDES6 (Fremont)

智能工厂、工业和医疗应用不断使用更多不同配置的传感器。虽然低压传感器提供基本数据，但也需要/生成高信噪比，使得许多分立式和集成式模数转换器(ADC)不足以满足这些应用的需要。

紧凑型Fremont (MAXREFDES6#)子系统参考设计（图1）通过带隔离数据路径的高精度16位模拟前端(AFE)准确测量低电压、0至100mV、单端模拟信号。该设计优化了超高精度低噪声缓冲器(MAX9632)的功能；高精度ADC (MAX11100)；超高精度4.096V基准电压源(MAX6126)；600VRMS单芯片数据隔离器(MAX14850)；以及低压差(LDO)稳压器提供+6V、+5V和-5V稳压电源轨（MAX1659和MAX1735）。这款出类拔萃的AFE解决方案适用于许多需要低电压输入、高阻抗和高精度模数转换的应用。

特性

• 高精度模拟输入
• 高阻抗
• 0至100mV输入范围
• 隔离数据路径
• 印刷电路板(PCB)面积小
• 设备驱动
• C源代码示例
• 兼容Pmod^™的外形尺寸

应用

• 低压输出传感器
• 过程控制
• 医疗

竞争优势

Fremont使用Pmod连接器与现场可编程门阵列(FPGA)开发板连接。Pmod规范支持3.3V和5V模块以及各种引脚分配。Fremont采用3.3V电源电压，并使用如图所示的SPI引脚分配。

表1列出了电源要求。表2列出了支持的平台和端口。

MAX9632 (U1)运算放大器输入电路放大并缓冲0至100mV信号，以匹配ADC (MAX11100)的输入范围（0至4.096V）。

MAX11100 (U2)是一款16位逐次逼近寄存器(SAR) ADC，具有AutoShutdown^™和1.1µs快速唤醒功能。ADC的基准输入由超高精度4.096V基准电压源MAX6126 (U3)驱动，初始精度为0.02%，最大温度系数(tempco)为3ppm/°C。

Fremont硬件设计能够为高精度、高阻抗、0至100mV信号、模数转换应用提供隔离数据(MAX14850)。

外部电源在进行电压调节之前为Fremont板供电。MAX1659 LDO稳压器提供+6V和+5V电源轨，MAX1735 LDO稳压器提供-5V电源轨。MAX14850 (U5)可隔离高达600V的数字数据。

若要为Fremont板供电，将外部电源的接地端子连接到GND2连接器。将+7V至+16.5V电源连接至EXT_V+连接器，将-6V电源连接至EXT_V-连接器。

Nexys 3平台固件详细说明

表2列出了目前支持的平台和端口。可以在下面“所有设计文件”部分的“固件文件”下定期添加对其他平台的支持。

针对Nexys 3开发套件发布的Fremont固件支持集成在Xilinx^® Spartan-6 FPGA中的Microblaze^™软核微控制器。

该固件可立即连接到硬件，用于采集和保存样本。图2a显示了简单的流程。该固件使用Xilinx软件开发套件(SDK)工具以C语言开发，基于Eclipse^™开源标准。定制的Fremont特定设计功能（maximDeviceSpecificUtilities.c文件中的驱动程序）利用标准Xilinx XSpi内核版本3.03a创建。SPI时钟频率设置为3.125MHz。

固件接受命令、写入状态，并可以通过虚拟COM端口将采样数据块下载到标准终端程序。完整的源代码有助于客户加速开发进程。代码文档位于相应的固件平台文件中。

ZedBoard平台固件详细说明

Fremont固件设计还支持ZedBoard套件，针对Xilinx Zynq片上系统(SoC)内的ARM^® Cortex^®-A9处理器。

该固件具有AXI MAX11100定制IP内核，可优化采样率和SPI时序稳定性。

该固件允许立即连接到硬件，以收集和保存样本。图2b显示了简单的流程。该固件采用C语言，使用Xilinx SDK工具开发，基于Eclipse^™开源标准。定制Fremont特定设计函数（maximDeviceSpecificUtilities.c文件中的驱动程序）是利用AXI MAX11100定制IP核创建的。当采样率为189.4ksps时，SPI时钟频率为4.54MHz。对于所有其他采样速率，SPI时钟频率设置为2.5MHz。

固件接受命令、写入状态，并可以通过虚拟COM端口将采样数据块下载到标准终端程序。完整的源代码有助于客户加速开发进程。代码文档位于相应的固件平台文件中。

设备要求：

• 带两个USB端口的Windows^® PC
• Fremont (MAXREFDES6#)板
• Fremont支持的平台（即Nexys 3开发套件或ZedBoard套件）
• 工业传感器或信号源

下载并仔细阅读Fremont快速入门指南，按照说明执行每个步骤：

Fremont (MAXREFDES6#) Nexys 3快速入门指南
Fremont (MAXREFDES6#) ZedBoard快速入门指南

设备：

• HP 33120A波形发生器
• 电压校准仪DVC-8500
• 带两个USB端口的Windows PC
• Fremont (MAXREFDES6#)板
• Nexys 3开发套件
• +7V电源
• -6V电源

测试Fremont设计时要特别小心，并使用合适的设备。任何高精度设计都需要使用精度比被测设计更高的信号源和测量设备。重复呈现测试数据需要使用低失真信号源。HP 33120A函数发生器产生输入信号，并使用Mitov Software的SignalLab中的FFT控件创建FFT。

图3和图4显示了交流和直流性能。

ARM是ARM Limited的注册商标和注册服务标志。
AutoShutdown是Maxim Integrated Products, Inc.的商标。
Cortex是ARM Limited的注册商标。
Eclipse是Eclipse Foundation, Inc.的商标。
MicroBlaze是Xilinx, Inc.的商标。
Nexys是Digilent Inc.的商标。
Pmod是Digilent Inc.的商标。
Spartan是Xilinx, Inc.的注册商标。
Windows是Microsoft Corporation的注册商标和注册服务标志。
Xilinx是Xilinx, Inc.的注册商标和注册服务标志。
ZedBoard是ZedBoard.org的商标。
Zynq是Xilinx, Inc.的注册商标。