MAX1452/MAX1455のFAQ

2007年05月07日

80.00K

要約

MAX1452/MAX1455は、様々な工業用および自動車用アプリケーションで広く受け入れられ、利用されているアナログ出力の高性能信号コンディショナです。このアプリケーションノートでは、これらの信号コンディショナをデザインインする際に、よく受ける質問を紹介し、回答します。

注：このドキュメントでは、信号コンディショナという用語はMAX1452およびMAX1455を指します。以下の質問、回答、およびコメントはすべて、特定のデバイスを言及していない限り、両デバイスに等しく適用されます。

Q. MAX1452とMAX1455の相違点は、何ですか？
A. MAX1452およびMAX1455は、同様の機能と性能を備える同じ内部アーキテクチャに基づいています。MAX1455は、出力クリップ電圧制限を内蔵するため、自動車用アプリケーションを対象としています。MAX1452は、4～20mAのアプリケーションをサポートすることができます。
Q. これらの信号コンディショナのセンサ励起モードとは何ですか？
A. デフォルトモードは、電流ブリッジ駆動モードです。ただし、MAX1452は電圧ブリッジ駆動としても設定することができます。この設定は、ISRC端子とBDR端子を短絡することで達成できます。MAX1455の場合は、電圧ブリッジ駆動の設定はできません。
Q. MAX1452を電圧ブリッジ駆動モードで使用することはできますか？
A. はい、ISRC端子とBDR端子を短絡することによって、MAX1452を電圧ブリッジ駆動として設定することができます。
Q. MAX1455を電圧ブリッジ駆動モードで使用することはできますか？
A. いいえ、できません。
Q. MAX1452を4～20mAのアプリケーションで使用することができますか？
A. はい、MAX1452は、標準動作で消費される最大電流は4mA以下です。このため、MAX1452を4～20mAのアプリケーションで使用することができます
Q. MAX1455を4～20mAのアプリケーションで使用することができますか？
A. いいえ、MAX1455は標準動作で4mA以上を消費します。このため、MAX1455を4～20mAのアプリケーションで使用することはできません。
Q. 外部増幅を要せずに4Vのスパン(VDD = 5V)を生成可能な最小センサ出力はどのくらいですか？
A. 最大励起電圧設定値4.5V (VDD = 5V)と最大PGA利得(234x)を適用したときに、最小センサ出力を求めることができます。適用する式は、以下のとおりです。

センサ出力(mV/V) = スパン(V) / [VBDR (V) * PGA利得(V/V)] * 1000

可能な最小センサ出力は4mV/Vです。

Q. 外部回路を要せずに4Vのスパン(VDD = 5V)を生成可能な最大センサ出力はどのくらいですか？
A. 最小励起電圧設定値1.5V (VDD = 5V)と最小PGA利得(39x)を適用したときに、最大センサ出力を求めることができます。適用する式は、以下のとおりです。

センサ出力(mV/V) = スパン(V) / [VBDR (V) * PGA利得(V/V)] * 1000

可能な最大センサ出力は68mV/Vです。

Q. 内蔵汎用オペアンプを使って、出力電圧の利得を追加することができますか？
A. はい、できます。
Q. ディジタルモードで動作し、出力マルチプレクサが｢無限の｣出力の期間、作動している場合、ディジタルコマンドを受け入れるために解放される前に、通信が9秒間遮断されます。生産環境で、これを受け入れることはできません。DMMからの出力の読取りが終了した後のこの不要な待ち時間をどうすれば回避することができますか？
A. 信号コンディショナの電源VDDを再投入する必要があります。提供されるKEYおよび評価キット(EVキット)ソフトウェアを使用する場合は、電源を再投入するためには、serial.dllに含まれるhard_init (モード = 1)機能を実行しなければなりません。このモード(モード = 1)では、電源再投入前のDACの内容が自動的に保存されるため、電源投入動作は補正プロセスには影響を与えません。
Q. UNLOCK端子にプルダウン抵抗は必要ですか？
A. 生産性のために、UNLOCK端子にプルダウン抵抗を推奨します。この抵抗によって、ボードの再配線を行わないでディジタルモード(UNLOCK = VDDを設定)への切換が可能になります。
Q. ブリッジ励起電圧の範囲はどのくらいですか？
A. ブリッジ励起の範囲は、FSO DAC設定範囲で決まります。この範囲はデータシートでは0x4000～0xC000として規定されています。この値は、VDD = 5Vの場合、FSO DACから約1.25V～3.75Vに相当します。実際には、ブリッジ励起電圧は最大4.5Vにすることができます。
Q. アナログ出力電圧の範囲はどのくらいですか？
A. データシートから、アナログ出力電圧は0.2V～4.75Vの間で変化することができます。標準アプリケーションでは、出力は0.5V～4.5Vにキャリブレーションします。キャリブレーションされた出力の範囲が、そのデータシートの範囲に近づくにつれて、補正プロセスはより困難になり、より多くの繰返しが必要になります。これは、主に出力が飽和領域に達するためです。
Q. 私のセンサは、信号コンディショナと異なる温度になっているかもしれません。それでもセンサを補正することができますか？
A. はい、できます。FSOTC DACおよびオフセットTC DACは1次の温度補正を提供します。FSOTC DACおよびオフセットTC DACへのリファレンス電圧は温度に依存するBDR(センサ励起)電圧であるため、この処理が可能です。この場合は、内蔵ルックアップテーブルを定数値で満たす必要があります。補正プロセスは、MAX1458/MAX1478の場合と同様です。詳細については、お問い合わせください。
Q. オフセットTC DACおよびFSOTC DACを自分の補正アルゴリズムで使用すべきですか？
A. 必ずしも必要ありません。標準アプリケーションでは、オフセットTC DACおよびFSOTC DACは任意の値に設定されます。OFFおよびFSOルックアップテーブルは全体の温度補正に使用されます。FSOTC DACおよびオフセットTC DACは、0x0200などの非ゼロ値に設定することを推奨します。
Q. ルックアップテーブルに加えて、オフセットTC DACおよびFSOTC DACを使用する利点がありますか？
A. はい、あります。適正値をオフセットTC DACおよびFSOTC DACにロードすると、1次の温度誤差を補正することができます。続いて、2次以上の温度誤差はOFFおよびFSOルックアップテーブルで補正できます。これにより、温度補正分解能が大幅に高くなります。ただし、大部分のアプリケーションでは、FSOおよびOFFルップアップテーブルを使用するだけで、期待される結果が得られます。
Q. オフセットTC DACおよびFSOTC DAC を1次温度補正に使用しない場合は、その推奨値はどのくらいですか？
A. オフセットTC DACおよびFSOTC DACは、任意の値に設定することができます。ただし、その値は、0x0200などの非ゼロ値に設定することを推奨します。
Q. OFFルックアップテーブルの各係数は異なる符号を持つことはできますか？
A. いいえ、できません。OFFルックアップテーブルのすべての入力の符号は、設定レジスタの1ビットで規定されます。このため、補正プロセスの開始前に、オフセット補正係数がすべて正または負の同じ極性を持つように必要な注意を払う必要があります。
Q. ディジタルモードで動作させるために、EVキットのソフトウェアのSerial.dllを使用しなければならないですか？
A. 必ずしも必要ありません。ただし、その使用を強く推奨します。Serial.dllのすべての機能は最適化され、正当性が検証されています。高い信頼性を維持するために、特殊な事象のためのトラップと検証が内蔵されています。
Q. 信号コンディショナと通信するには、マキシムから提供されるKEY (インタフェースアダプタ)を使用しなければならないですか？
A. 必ずしも必要ありません。ただし、その使用を強く推奨します。このKEYは、正しいタイミングと信号レベルを確保しているので、信頼性の高い通信を提供するように設計されています。KEYは、多くのアプリケーションで信頼性が高いことが実証されています。
Q. 信号コンディショナとKEYには同じ電源を使用しなければならないですか？
A. 必ずしも必要ありません。KEYは、信号コンディショナに供給されるVDD以外の電源で給電することができます。KEYのGNDラインと信号コンディショナのVSSは、互いに接続する必要があります。
Q. 補正プロセス中に、+5Vの電源を信号コンディショナのVDDに直接接続することができますか？
A. いいえ、できません。信号コンディショナへの電源をソフトウェアで制御することができるように、信号コンディショナのVDDをKEYを通じて接続する必要があります。この接続は、同期と、DMMからの電圧読取り毎に9秒間の待機時間を避けることによって補正プロセスを迅速にするために必要です。
Q. 出力に2Hz～3Hzなどの超低周波ノイズを確認しました。この原因は何ですか？
A. 低周波ノイズは、ODACやOTCDAC出力に関係する場合があります。シグマデルタDACは、DAC出力を希望する電圧レベルに維持するために、容量チャージ｢ダンプ｣の疑似ランダムシーケンスを使用しています。時々、DACシーケンスは、あるパターンの状態になる場合があります。大変長いシーケンスパターンが繰り返し、スペクトルアナライザに超低周波として現れるような出力｢トーン｣を生成する場合があります。ODACとOTCDACは出力OUTに直接加算出力されるため、これらのトーンは出力に現れることがあります。クイックテストには、信号コンディショナを設定し、低周波ノイズを見るために出力をモニタし、続いてDACディジタル値を1ビットまたは2ビット変更して、低周波ノイズが消えるか、または他の周波に移動するか見ます。低周波ノイズを避けるには、このノイズを生成するDAC設定値を探し出し、ODACテーブルの最終キャリブレーションの中で、すべての｢トーン値｣に1に加えて、それらの設定値を避けてください。1ビットだけずれても、センサ性能にはほとんど影響しません。なお、マキシムはこうしたトーンを生成することはできませんでしたが、それはシグマデルタDACで知られた事象です。
Q. 内部発振器信号をCLK1M端子で確認することができません。何が問題ですか？
A. 設定レジスタのCLK1Mビットを｢1｣に設定して、TEST端子をVDDに設定する必要があります。この問題が続く場合は、お問い合わせください。
Q. 私の信号コンディショナはアナログモードでは起動しません。何が問題ですか？
A. 以下の1つまたは複数の事項が問題である可能性があります。
–評価ボード、KEYなどが適切に接続されていない。
– 信号コンディショナがアナログモード用に適切に設定されていない：
a) 制御レジスタの下位バイトは、0xFFFFなどの非ゼロ値を備える必要があります。
b) UNLOCK端子をローにプルするか、またはVSSに接続する必要があります。
– VDD電源要件に適合していない。アプリケーションノート3733「センサ信号コンディショナのMAX1452/MAX1455の起動要件」を参照してください。
– VDDF電源要件に適合していない。アプリケーションノート3733「センサ信号コンディショナのMAX1452/MAX1455の起動要件」を参照してください。
Q. 信号コンディショナが完全に停止するためのVDD電圧レベルはいくつですか？
A. 0.5Vです。この電圧で、すべてのトランジスタがオフにされていることを保証します。VDDを再印加すると、パワーオンリセットシーケンスが発生します。
Q. 信号コンディショナの最低起動VDD電圧はいくつですか？
A. 信号コンディショナは、最低2.5VのVDDで起動します。ただし、動作は、最低VDD 4.5Vで保証されています。アプリケーションノート3733「センサ信号コンディショナのMAX1452/MAX1455の起動要件」を参照してください。
Q. フラッシュメモリの内容の出荷時の設定値は何ですか？
A. 信号コンディショナは、制御/設定レジスタを除き、フラッシュメモリERASED (全メモリ領域が0xFFFF)で出荷されます。制御レジスタ内容は0xFF00でデバイスをディジタルモードに移行させ、設定レジスタ内容はxxx0000011111111b (すなわちX0FFhex)です。xxx (3 MSB)は、発振器調整設定値です。
Q. 信号コンディショナのデフォルトの動作モードはディジタルモードですか、アナログモードですか？
A. 信号コンディショナは通常、出荷時にディジタルモードで出荷されます。すなわち、制御レジスタは0xFF00に設定されています。
Q. 設定レジスタの出荷時の設定値は何ですか？
A. 設定レジスタは通常、xxx0000011111111b (すなわちX0FFhex)の値を備えています。xxx (3 MSB)は、発振器周波数をできる限り1MHzに近くに設定する発振器ビットです。
Q. 設定レジスタの発振器ビットを誤って上書きしてしまいました。出荷時の設定値を復元することはできますか？
A. いいえ、できません。必要に応じて、発振器周波数を再設定する必要があります。
Q. EVキットのソフトウェアは、設定レジスタの発振器ビットの書き込みを許可していません。どうすれば、これらのビットに書き込むことができますか？
A. これらのビットにEVキットのソフトウェアで書き込む唯一の方法は、希望する値に設定された発振器ビットでフラッシュファイルを生成します。次に、EVキットソフトウェアを使って、｢Load Flash from File (フラッシュをファイルからロード)｣動作を実行して、ファイルをフラッシュに書き込んでください。
Q. 設定レジスタの発振器設定ビットは、どのくらい重要ですか？
A. 発振器周波数は、信号コンディショナの動作にとって重要ではありません。ただし、信号コンディショナの動作速度は、発振器周波数の直接の関数です。製造過程で、設定レジスタの発振器ビットは、発振器周波数が1MHzに最も近くなるように設定されます。発振器ビットのデフォルト値は000bです。
Q. 発振器周波数を1MHzに設定するには、どうすればいいですか？
A. EVキットのソフトウェアを使って、CLK1Mをイネーブルし、TEST端子をVDDまでハイにしてください。続いて、オシロスコープをCLK1M端子に接続し、CLK1M端子の信号の周波数が1MHzに最も近くなるまで、設定レジスタのOSC[2：0]ビットを変更してください。

なお、EVキットのソフトウェアで、発振器ビットを直接変更することはできません。その代わりに、EVキットのソフトウェアを使って希望する発振器ビットの設定のフラッシュファイルを作成し、このファイルをフラッシュメモリにアップロードする必要があります。そのステップの手順を以下に示します。

｢Save Flash to File (フラッシュメモリをファイルに保存)｣
ファイルを開き、発振器ビットを変更
｢Load Flash from File (フラッシュメモリをファイルからロード)｣

Q. EVキットパッケージには、なにが同梱されていますか？
A. EVキットパッケージには、以下が含まれています。
–評価ボード
–信号コンディショナとの通信用のインタフェースボックス、またはKEY
–KEYをコンピュータに接続するためのRS-232
–評価ボードをKEYに接続するための10ピンリボンケーブル
–サンプル

EVキットのソフトウェアの最新バージョンをマキシムのウェブサイトからダウンロードすることができます。

Q. 1kHzのリップルを出力信号で確認しました。どうすればこのリップルを取り除くことができますか？
A. 1kHzリップルは、おそらく、DACを更新するためのフラッシュメモリの読取りによるものです。DACは1msごとに更新されるため、1kHzです。フラッシュ読取り動作は、約1µs間に約20mAのピーク電流を消費します。リップルを完全には排除することはできないかもしれませんが、より高い電流ソース能力を持つ電源を選択することに加え、VDDおよびVDDF電源間に最適なRCフィルタを選択すると、リップルを最小に抑えることができます。アプリケーションノート3733「センサ信号コンディショナのMAX1452/MAX1455の起動要件」を参照してください。
Q. KEYで消費される約40mAの電流が、4～20mAの電流ループキャリブレーションに影響します。どうすれば、これを解決することができますか？
A. 4～20mAのアプリケーションでは、電流測定時にKEYを4～20mA回路から分離しなければなりません。これによって、KEYで消費される電流は4～20mAの電流ループに影響しなくなります。これを実現するための簡単で最も効果的な方法があります：独立した5V電源を使ってKEYに給電し、4～20mAの電流の測定時にリレー(ICでない)を使ってKEYを4～20mAの電流ループから分離してください。KEYの電源のGNDおよび信号コンディショナのVSSは、(リレーを通じて)ともに短絡する必要があります。KEYを4～20mAの回路から分離するために、KEYのGNDとDIOラインを切り替えなくてはなりません。

システムは、以下の方式で動作します。キャリブレーション中に、DACまたはフラッシュメモリに書込みのために信号コンディショナと通信する際には、KEYが通信を行うようにリレーを閉じてください。4～20mAの電流測定時には、KEYが回路から完全分離されるように、リレーを開いてください。KEYを常時給電しなければならないこと、KEYから4～20mA回路までのVDDINとVDDOUTラインは常時接続していなければならないことを覚えておいてください。

Q. マキシムのウェブサイトで利用可能なマルチチャネルセンサキャリブレーションステーションが、かつてありました。しかし、現在それを見つけることができません。このステーションは現在も入手可能ですか？
A. マルチチャネルセンサキャリブレーションステーションはもはや入手できません。
Q. DIO信号の電圧スレッショルド(ロジック)レベルはいくつですか？
A. 推奨レベルは、1V = ロー、4V = ハイです。ただし、実際の値はVDD/2±0.5Vです。言い換えると、VDD = 5Vの場合は、2Vおよび3Vです。
Q. これらの信号コンディショナを活用するには、ホイートストンブリッジタイプセンサを使用しなければならないですか？
A. センサ励起およびセンサ出力が信号コンディショナの要件に適合している限り、どのタイプのセンサも使用することができます。これらの信号コンディショナは、INPとINM端子間の差動入力で動作します。たとえば、MAX1452は、350Ωの歪みゲージを使用するアプリケーションで使用されています。
Q. 私のセンサは、非常に低インピーダンスです。それでもMAX1452を信号コンディショナとして使用することができますか？
A. はい、使用可能です。これは複数の方法で実現可能です。参考として、アプリケーションノート3396 ｢信号コンディショニングICによる歪みゲージブリッジセンサの駆動｣を参照してください。サポートについては、お問い合わせください。
Q. 私のセンサは、非常に高インピーダンスです。それでもMAX1452を信号コンディショナとして使用することができますか？
A. はい、できます。MAX1452をこのようなアプリケーション用に電圧ブリッジ駆動モードで使用することはできます。サポートについては、お問い合わせください。
Q. 私のセンサの感度は、68mV/V以上です。それでもこれらの信号コンディショナを使用することができますか？
A. はい、使用可能です。以下のような複数のオプションがあります。簡単な方法は、センサと直列(または並列)に抵抗を挿入して、センサの励起を抑える方法です。その他のソリューションについては、お問い合わせください。
Q. EVキットソフトウェアを起動する際に、｢divided by zero｣エラーが発生しました。何が問題ですか？
A. まず間違いなく、最新バージョンのEVキットのソフトウェアを実行していません。この問題は最新バージョンで解決されました。この最新バージョンはマキシムのウェブサイトからダウンロード可能です。この問題が続く場合は、お問い合わせください。
Q. 最新のEVキットのソフトウェアをマキシムのウェブサイトからダウンロードし、インストールしました。しかし、このソフトウェアを実行すると、｢missing DlPortIO.dll｣というメッセージが表示されます。何が問題で、どうすべきですか？
A. Windows® 95以降のオペレーティングシステムに必要なドライバがありません。EVキットのソフトウェアに付属のPort98nt.exeを実行して、不足したドライバをインストールしてください。Port98nt.exeは1回のみ実行する必要があります。
Q. マキシムのウェブサイトのどこに、EVキットのソフトウェアはありますか？
A. EVキットのソフトウェアをダウンロードすることができます。
Q. フラッシュメモリに保存されているソフトウェアはありますか？
A. いいえ、ありません。これらの信号コンディショナはマイクロプロセッサを内蔵していないため、フラッシュメモリに保存されているソフトウェアはありません。補正係数のみがフラッシュメモリに保存されています。
Q. 信号コンディショナを動作温度範囲を超えて動作させることはできますか？
A. データシートの性能仕様は、製品が規定動作範囲内で動作している場合に限り、保証されます。ただし、製品は、最大動作条件を超えない限り動作し続けます。
Q. 信号コンディショナの出力をディジタルで読み取ることはできますか？
A. いいえ、できません。信号コンディショナ出力はアナログ電圧のみです。
Q. –NS EVキットと–CS EVキットの相違点は何ですか？
A. –CS EVキットは100KPAGの圧力センサを内蔵し、EVボードは全温度(-40℃～+125℃)と全圧力(0KPAG～100 KPAG)にわたって補正されています。–NS EVキットは、圧力センサを内蔵していません。ただし、信号コンディショナを評価するには、–NS EVキットを使用する必要があります。
Q. PCとKEYの間に必要なシリアルケーブルは、ヌルモデム(ストレートスルー)またはクロスケーブルにすべきですか？
A. ケーブルは、ストレートスルー接続(基本的に延長ケーブル)です。1本のケーブルがEVキットパッケージに同梱されています。
Q. DLLをVisual Basicから呼び出すと、エラーが発生します。何をすべきですか？
A. EVキットのソフトウェアに含まれるSerial.dllは、c-callです。VBを使用している場合は、std-callを使用する必要があります。Serial.dllのstd-callの入手については、お問い合わせください。