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概述

MAX9949/MAX9950是雙通道參數測量單元(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/測壓(FNMV)和無加載信號/測流(FNMI)。關于這兩種模式的詳細信息，請參照數據資料。

這篇應用筆記分章節討論四種主要工作模式，每個章節根據等效框圖說明芯片的功能。利用公式解釋工作原理，并給出了配置實例。針對FIMI模式的表格給出了進一步的設計案例，MAX9949/MAX9950針對不同類型的ADC與MSR引腳連接進行配置。用戶可以參考這些實例、配置、公式和表格，設置特殊的工作模式。

如需了解如何通過串口配置各種模式，請參照數據資料。

注意事項及附加說明

給出原理框圖之前，首先提供以下附加說明。

1. 本應用筆記的內容是對數據資料的補充，建議讀者首先獲取一份數據資料，確保所有設置都符合數據資料的規定。
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2. 本文所舉示例假設PMU都已經過校準。為簡化問題，假設所有失調為零。沒有失調的器件在現實生活中并不存在，所有器件在實際使用之前都需要進行校準，以達到絕對精度要求。
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3. 數據資料中的滿量程范圍(FSR)指從負向最小值到正向最大值的范圍。比如，200μA的FSR范圍為±200μA，共計400μA。其它量程±2μA、±2mA和±64mA同樣如此換算。
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4. 線性誤差表示為FSR的函數，通常在±0.02%范圍內。如果我們選取2μA范圍，則在整個4μA FSR范圍內，最大線性誤差為0.02% x 4μA = 80nA。
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5. 不要超過絕對最大額定值指標，確保工作在數據資料規定的標稱范圍內。超出標稱工作范圍可能導致異常結果或損壞器件。
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6. 框圖中橢圓內的數字代表節點電壓，用戶可以自行驗證各節點值。框圖采用理想運放的SPICE模型進行仿真，節點電壓值即為仿真結果。
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7. 在FI (加流)模式下，電流正比于[VIN?- VIOS]。
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8. 表中給出了如何針對單極性和雙極性ADC設置IOS。
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9. 所有示例框圖采用15.5kΩ負載，RSENSE?= 10kΩ，量程設為200μA。框圖適用于任何負載和任何量程。
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10. 本應用筆記也適用于MAX9951/MAX9952?PMU，但有兩點例外：反饋環路增益倍數是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引腳監測IN輸入電壓，加上或減去U1、U2、U3、U4和U5的全部失調電壓。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給出了一個設置案例，其中，IN = 3.456V，IOS = 1.234V，負載為15.5kΩ。利用式1和RSENSE?= 10kΩ (±200μA量程)，得到IFORCE?= 111.1μA。
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3. 通過計算流過RSENSE的電流可以確認IFORCE的計算：

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

   (式2)

   負載端：

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