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摘要：MAX1452/MAX1455是帶有模擬輸出的高性能信號調(diào)理器，廣泛應用在工業(yè)和汽車領(lǐng)域。本應用筆記解答在設(shè)計這類信號調(diào)理器時經(jīng)常遇到的問題。
注：在本文檔中，關(guān)于信號調(diào)理器術(shù)語請參考MAX1452和MAX1455。如果沒有特殊說明，下面的所有問題、回答和注釋對兩種型號均適用。
注：在本文檔中，關(guān)于信號調(diào)理器術(shù)語請參考MAX1452和MAX1455。如果沒有特殊說明，下面的所有問題、回答和注釋對兩種型號均適用。
- MAX1452和MAX1455有什么區(qū)別?
- 這些信號調(diào)理器的傳感器激勵模式是什么?
- MAX1452能夠用于電壓橋驅(qū)動模式嗎?
- MAX1455能夠用于電壓橋模式嗎?
- MAX1452能夠用在4-20mA應用中嗎?
- MAX1455能夠用在4-20mA應用中嗎?
- 在沒有外部放大器的情況下，能夠產(chǎn)生4V范圍(VDD = 5V)的最小傳感器輸出是多少?
- 在沒有外部電路的情況下，能夠產(chǎn)生4V范圍(VDD = 5V)的最大傳感器輸出是多少?
- 我可以自由使用放大器來為輸出電壓提供更大增益嗎?
- 當工作在數(shù)字模式下，輸出MUX采用“infinite”輸出寬度時，在接收數(shù)字命令之前，通信中斷了大約9秒鐘。在設(shè)計中，這是禁止出現(xiàn)的。從DMM讀取輸出后，怎樣才能避免這種不需要的等待?
- UNLOCK引腳需要下拉電阻嗎?
- 橋激勵電壓的限制是什么?
- 模擬輸出電壓的限制是什么?
- 我的傳感器可能和信號調(diào)理器的溫度不一樣。還需要補償傳感器嗎?
- 在我的補償算法中，需要使用失調(diào)TC DAC和FSOTC DAC嗎?
- 除了查找表之外，使用失調(diào)TC DAC和FSOTC DAC有什么優(yōu)勢嗎?
- 如果失調(diào)TC DAC和FSOTC DAC沒有用于一階溫度補償，其建議值應該是多少?
- OFF查找表中的系數(shù)可以有不同的符號嗎?
- 在數(shù)字模式下，我必須使用評估軟件中提供的Serial.dll嗎?
- 我必須使用Maxim提供的KEY (接口適配器)和信號調(diào)理器進行通信嗎?
- 信號調(diào)理器和KEY必須使用相同的電源嗎?
- 在補償過程中，可以把+5V電源直接和信號調(diào)理器的VDD連接嗎?
- 我在輸出上發(fā)現(xiàn)有非常低的低頻噪聲，例如2Hz到3Hz。其原因是什么?
- 我在CLK1M引腳上看不到內(nèi)部振蕩器信號。問題出在哪里?
- 我的信號調(diào)理器并不以模擬模式啟動。問題出在哪里?
- 表明信號調(diào)理器完全關(guān)斷的VDD電壓電平是多少?
- 信號調(diào)理器的最小VDD啟動電壓是多少?
- 閃存內(nèi)容的工廠設(shè)置是什么?
- 信號調(diào)理器的默認工作模式是數(shù)字還是模擬?
- 配置寄存器的工廠設(shè)置是什么?
- 我錯誤的覆寫了配置寄存器中的振蕩器位。還能恢復工廠設(shè)置嗎?
- 評估軟件不允許對配置寄存器的振蕩器位進行寫入。我為什么能寫入這些位?
- 配置寄存器中的振蕩器調(diào)整位非常關(guān)鍵嗎?
- 怎樣把振蕩器頻率調(diào)整到1MHz?
- 評估套件中都包含什么?
- 我注意到輸出信號中有1kHz波紋。怎樣消除它?
- KEY吸收的電流大約為40mA，對4-20mA電流環(huán)路校準造成了干擾。怎樣糾正這一問題?
- 您的網(wǎng)站上曾有過多通道傳感器校準站，但是現(xiàn)在找不到了。還提供這一功能嗎?
- DIO信號的電壓閾值(邏輯)電平是多少?
- 要利用這些信號調(diào)理器，我必須使用Wheatstone橋型傳感器嗎?
- 我的傳感器阻抗非常低。我還能使用MAX1452作為信號調(diào)理器嗎?
- 我的傳感器阻抗非常高。我還能使用MAX1452作為信號調(diào)理器嗎?
- 我的傳感器靈敏度超過68mV/V。我還需要繼續(xù)使用這些信號調(diào)理器嗎?
- 當我啟動評估軟件時，出現(xiàn)了"被零除"的錯誤提示。這是什么問題?
- 我已經(jīng)從網(wǎng)站上下載并安裝了最新版的評估軟件，但是當我運行軟件時，出現(xiàn)了提示“missing DIPortIO.dll.”。這是什么問題，我該怎么辦?
- 在Maxim網(wǎng)站的什么地方可以找到評估軟件?
- 閃存存儲軟件嗎?
- 信號調(diào)理器能工作在產(chǎn)品工作溫度范圍之外嗎?
- 我可以讀出信號調(diào)理器的數(shù)字輸出嗎?
- –NS和–CS評估板有什么區(qū)別?
- PC和KEY之間的串行電纜應是空調(diào)制解調(diào)(直通)或者交叉電纜嗎?
- 當我從Visual Basic調(diào)用DLL時，出現(xiàn)了錯誤信息。我應該怎么辦?
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問：MAX1452和MAX1455有什么區(qū)別?
答：MAX1452和MAX1455基于同樣的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)，功能和性能相似。MAX1455包括輸出電壓嵌位功能，適合汽車應用。MAX1452支持4-20mA應用。
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問：這些信號調(diào)理器的傳感器激勵模式是什么?
答：默認模式是電流橋驅(qū)動。但是，MAX1452也可以配置為電壓橋驅(qū)動。ISRC和BDR引腳短路在一起可以實現(xiàn)這一配置。MAX1455不支持電壓橋配置。
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問：MAX1452能夠用于電壓橋驅(qū)動模式嗎?
答：是的，把ISRC和BDR引腳短路在一起，將MAX1452配置為電壓橋驅(qū)動模式。
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問：MAX1455能夠用于電壓橋驅(qū)動模式嗎?
答：不可以。
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問：MAX1452能夠用在4-20mA應用中嗎?
答：是的。MAX1452正常工作時吸收的最大電流小于4mA，因此，能夠用在4-20mA應用中。
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問：MAX1455能夠用在4-20mA應用中嗎?
答：不可以。MAX1455正常工作時吸收電流大于4mA，因此不能用于4-20mA應用。
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問：在沒有外部放大器的情況下，能夠產(chǎn)生4V范圍(VDD = 5V)的最小傳感器輸出是多少?
答：當最大激勵電壓設(shè)置為4.5V (VDD = 5V)，并采用最大PGA增益(234倍)時，可以確定傳感器最小輸出。使用的公式為：
傳感器輸出(mV/V) = 電壓范圍(V) / [VBDR (V) * PGA增益(V/V)] * 1000
傳感器最小輸出是4mV/V。
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問：在沒有外部電路的情況下，能夠產(chǎn)生4V范圍(VDD = 5V)的最大傳感器輸出是多少?
答：當最小激勵電壓設(shè)置為1.5V (VDD = 5V)，并采用最小PGA增益(39倍)時，可以確定傳感器最大輸出。使用的公式為：
傳感器輸出(mV/V) = 電壓范圍(V) / [VBDR (V) * PGA增益(V/V)] * 1000
傳感器最大輸出是68mV/V。
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問：我可以自由使用運算放大器來為輸出電壓提供更大增益嗎?
答：可以。
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問：當工作在數(shù)字模式下，輸出MUX采用“infinite”輸出寬度時，在接收數(shù)字命令之前，通信中斷了大約9秒鐘。在設(shè)計生產(chǎn)中，這是禁止出現(xiàn)的。從DMM讀取輸出后，怎樣才能避免這種不需要的等待?
答：信號調(diào)理器的電源VDD必須能夠周期上電。如果采用了提供的KEY和評估(EV kit)套件，必須執(zhí)行serial.dll中的hard_init (mode = 1)函數(shù)，實現(xiàn)周期上電。在這種模式(mode = 1)下，將自動恢復DAC中的prepower-cycle內(nèi)容，因此，對補償過程而言，周期上電操作是透明的。
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問：UNLOCK引腳需要下拉電阻嗎?
答：為方便生產(chǎn)，建議在UNLOCK引腳上使用下拉電阻。使用這一電阻后，不需要對電路板重新布線便能夠切換到數(shù)字模式(設(shè)置UNLOCK = VDD)。
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問：橋激勵電壓的限制是什么?
答：在FSO DAC設(shè)置限制中說明了橋激勵限制。數(shù)據(jù)資料中規(guī)定該限制為0x4000至0xC000，VDD = 5V時，大概對應FSO DAC的1.25V至3.75V。在實際中，橋激勵電壓能夠高達4.5V。
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問：模擬輸出電壓的限制是什么?
答：根據(jù)數(shù)據(jù)資料，模擬輸出電壓可以在0.2V和4.75V之間擺動。在典型應用中，輸出校準為0.5V至4.5V。當校準后的輸出限制接近數(shù)據(jù)資料規(guī)定的限制時，輸出進入飽和區(qū)，需要多次迭代，補償過程實現(xiàn)起來更加困難。
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問：我的傳感器可能和信號調(diào)理器的溫度不一樣。還需要補償傳感器嗎?
答：是的。FSOTC DAC和失調(diào)TC DAC提供一階溫度補償。這是因為FSOTC DAC和失調(diào)TC DAC的參考電壓是BDR(傳感器激勵)，它和溫度有關(guān)。在這種情況下，必須以常數(shù)填入內(nèi)部查找表。補償過程和MAX1458/MAX1478的一樣。請聯(lián)系工廠，了解更詳細的信息。
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問：在我的補償算法中，需要使用失調(diào)TC DAC和FSOTC DAC嗎?
答：不需要。在典型應用中，失調(diào)TC DAC和FSOTC DAC被設(shè)置為任意值；OFF和FSO查找表用于總溫度補償。建議將FSOTC DAC和失調(diào)TC DAC設(shè)置為非零值，例如0x0200。
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問：除了查找表之外，使用失調(diào)TC DAC和FSOTC DAC有什么優(yōu)勢嗎?
答：是的。在失調(diào)TC DAC和FSOTC DAC中裝入合適的數(shù)值可以糾正一階溫度誤差。然后，只需要通過OFF和FSO查找表來修正高階溫度誤差。這將大大提高溫度補償?shù)木?。然而，在大部分應用中，僅使用FSO和OFF查找表就能夠產(chǎn)生預期的結(jié)果。
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問：如果失調(diào)TC DAC和FSOTC DAC沒有用于一階溫度補償，其建議值應該是多少?
答：失調(diào)TC DAC和FSOTC DAC可以設(shè)置為任意值。但是，建議設(shè)置為非零值，例如0x0200。
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問：OFF查找表中的系數(shù)可以有不同的符號嗎?
答：不可以。OFF查找表中所有輸入的符號都由配置寄存器中的一個比特進行規(guī)定。因此，在開始補償過程之前，必須認真地確定失調(diào)補償系數(shù)都有相同的極性，正或者負。
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問：在數(shù)字模式下，我必須使用評估軟件中提供的Serial.dll嗎?
答：不需要，但是建議使用。Serial.dll中的所有功能都經(jīng)過了優(yōu)化，通過了正確性檢驗，并提供內(nèi)置陷波電路，針對特殊情況進行了測試，以確?？煽康耐ㄐ?。
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問：我必須使用Maxim提供的KEY (接口適配器)和信號調(diào)理器進行通信嗎?
答：不需要，但是建議使用。KEY經(jīng)過設(shè)計，可保證提供正確的時序和信號電平，實現(xiàn)可靠的通信。很多應用都表明KEY非常可靠。
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問：信號調(diào)理器和KEY必須使用相同的電源嗎?
答：不需要。KEY的電源可以和信號調(diào)理器的VDD不一樣。KEY的GND線和信號調(diào)理器的VSS必須短路在一起。
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問：在補償過程中，可以把+5V電源直接和信號調(diào)理器的VDD連接嗎?
答：不可以。信號調(diào)理器的VDD必須通過KEY進行連接，這樣，能夠由軟件控制信號調(diào)理器的電源。實現(xiàn)同步需要進行這種連接，避免了每次DMM電壓讀操作9秒的等待時間，從而加速了補償過程。
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問：我在輸出上發(fā)現(xiàn)有非常低的低頻噪聲，例如2Hz到3Hz。其原因是什么?
答：低頻噪聲可能和ODAC以及OTCDAC輸出有關(guān)。Σ-Δ DAC使用電容電荷“堆”偽隨機排序，將DAC輸出保持在需要的電平上。DAC排序有時候會陷入某種模式。重復出現(xiàn)很長的排序模式，產(chǎn)生輸出“諧音”，在頻譜分析儀上顯示為非常低的頻率。由于ODAC和OTCDAC之和直接進入輸出OUT，因此，這些諧音會出現(xiàn)在輸出端?？梢赃M行快速測試——設(shè)置信號調(diào)理器，監(jiān)視輸出，觀察低頻噪聲，然后修改DAC數(shù)值的一位或者兩位，觀察低頻噪聲是否消失，或者轉(zhuǎn)移到其他頻率上。為避免低頻噪聲，應找到產(chǎn)生低頻噪聲的DAC設(shè)置，將所有的“諧音值”加1，以避免在ODAC表最終校準中出現(xiàn)這類設(shè)置。偏置1位，對傳感器測量沒有差別。請注意，Maxim一直沒有出現(xiàn)過這類諧音，它是在Δ-Σ DAC上出現(xiàn)的一種假象。
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問：我在CLK1M引腳上看不到內(nèi)部振蕩器信號。問題出在哪里?
答：配置寄存器中的CLK1M位必須設(shè)置為“1”，TEST引腳必須連接至VDD。如果這一問題還存在，請和工廠聯(lián)系。
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問：我的信號調(diào)理器沒有以模擬模式啟動。問題出在哪里?
答：問題可能出在以下方面：
–沒有正確連接評估板和KEY等。
–信號調(diào)理器沒有針對模擬模式進行正確配置：
a) 控制寄存器的低位字節(jié)必須含有一個非零值，例如0xFFFF。
b) UNLOCK引腳必須被拉至低電平，或者連接至VSS。
–沒有達到VDD供電要求。請參見應用筆記，MAX1452/MAX1455傳感器信號調(diào)理器的啟動要求。
–沒有達到VDDF供電要求。請參見應用筆記，MAX1452/MAX1455傳感器信號調(diào)理器的啟動要求。
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26. 問：表明信號調(diào)理器被完全關(guān)斷的VDD電壓電平是多少?
答：0.5V。這一電壓將確保所有晶體管被關(guān)斷。重新加上VDD將導致上電復位排序。
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問：信號調(diào)理器的最小啟動VDD電壓是多少?
答：VDD低至2.5V時信號調(diào)理器也能夠啟動。但是，正常工作應保持VDD最小為4.5V。請參考應用筆記3733，MAX1452/MAX1455信號調(diào)理器的啟動要求。
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問：閃存內(nèi)容的工廠設(shè)置是什么?
答：除控制和配置寄存器外，信號調(diào)理器在出廠時閃存內(nèi)容被擦除(所有存儲器內(nèi)容為0xFFFF)?？刂萍拇嫫鲀?nèi)容為0xFF00，使器件處于數(shù)字模式；配置寄存器內(nèi)容為xxx0000011111111b (或者X0FFhex)。xxx (3 MSB)是振蕩器調(diào)整設(shè)置。
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問：信號調(diào)理器的默認工作模式是數(shù)字還是模擬模式?
答：信號調(diào)理器出廠時一般設(shè)置為數(shù)字模式，也就是將控制寄存器設(shè)置為0xFF00。
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問：配置寄存器的工廠設(shè)置是什么?
答：配置寄存器通常是xxx0000011111111b (或者X0FFhex)。xxx (3 MSB)是振蕩器比特，調(diào)整振蕩器頻率，使之盡可能接近1MHz。
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問：我錯誤的覆蓋了配置寄存器中的振蕩器位。還能恢復工廠設(shè)置嗎?
答：不可以。如果需要，應該重新調(diào)整振蕩器頻率。
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問：評估軟件不允許對配置寄存器的振蕩器位進行寫入。我為什么能寫入這些位?
答：利用EVKIT軟件寫入這些比特的唯一方法是產(chǎn)生一個閃存文件，振蕩器位設(shè)置為所需的數(shù)值。然后，使用評估軟件，執(zhí)行“Load Flash from File”操作，將文件寫入閃存。
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問：配置寄存器中的振蕩器調(diào)整位非常關(guān)鍵嗎?
答：振蕩器頻率對信號調(diào)理器的工作并不重要。但是，信號調(diào)理器的工作速度直接和振蕩器頻率有關(guān)。在生產(chǎn)過程中，配置寄存器中的振蕩器位被置位，因此，振蕩器頻率接近1MHz。振蕩器位的默認值是000b。
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問：怎樣把振蕩器頻率調(diào)整到1MHz?
答：利用評估軟件，使能CLK1M，將TEST引腳驅(qū)動至VDD高電平。然后把示波器連接至CLK1M引腳，修改配置寄存器中的OSC[2:0]位，直到CLK1M引腳的信號頻率達到1MHz。
注意，評估軟件不允許對振蕩器位直接進行修改。而是產(chǎn)生閃存文件，它含有所需的振蕩器位設(shè)置，然后使用評估軟件將其上載至閃存。以下是操作步驟：- “Save Flash to File”
- 打開文件，修改振蕩器位。
- “Load Flash from File”
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問：評估套件中都包含什么?
答：評估套件提供：
–評估板
–和信號調(diào)理器進行通信的接口盒或者KEY
–RS-232電纜，將KEY連接至計算機。
–10引腳帶狀電纜，連接評估板和KEY。
–例子
您可以從Maxim網(wǎng)站上下載最新版評估軟件。
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問：我注意到輸出信號中有1kHz波紋。怎樣消除它?
答：1kHz波紋可能是由于讀取閃存更新DAC造成的。每1毫秒更新一次DAC，從而產(chǎn)生了1kHz波紋。閃存讀操作的峰值吸收電流大約為20mA，持續(xù)約1μs。不可能完全消除波紋，但是可以在VDD和VDDF電源之間選擇合適的RC濾波器來減小波紋，也可以通過選擇具有較強電流源出能力的電源來減小波紋。請參考應用筆記3733，MAX1452/MAX1455傳感器信號調(diào)理器的啟動要求。
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問：KEY吸收的電流大約為40mA，對4-20mA電流環(huán)路校準造成了干擾。怎樣糾正這一問題?
答：在4-20mA應用中，進行電流測量時，必須將KEY和4-20mA電路隔離，這樣，KEY吸收的電流不會對4-20mA電流環(huán)路造成影響。一種簡單有效的方法是：使用單獨的5V電源對KEY供電，測量4-20mA電流時，使用繼電器(不是IC)將KEY和4-20mA電流環(huán)路隔離。KEY電源的GND和信號調(diào)理器的VSS必須短路在一起(通過繼電器)。KEY的GND和DIO線必須切換，將KEY和4-20mA電路隔離。
系統(tǒng)按以下方式工作。在校準期間，和信號調(diào)理器進行通信，寫入DAC或者閃存時，關(guān)閉繼電器，以便KEY進行通信。當測量4-20mA電流時，打開繼電器，使KEY能夠完全和電路隔離。請記住，必須保持對KEY供電，必須連接從KEY到4-20mA電路的VDDIN和VDDOUT線。
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問：網(wǎng)站上曾有過多通道傳感器校準站，但是現(xiàn)在找不到了。還提供這一功能嗎?
答：不再提供多通道傳感器校準站支持。
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問：DIO信號的電壓閾值(邏輯)電平是多少?
答：建議電平為：1V = 低電平，4V = 高電平。但是，實際限制為VDD/2 ±0.5V。重述一遍，對于VDD = 5V，是2V和3V。
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問：要利用這些信號調(diào)理器，我必須使用Wheatstone橋型傳感器嗎?
答：可以使用任何類型的傳感器，只要傳感器激勵和傳感器輸出符合信號調(diào)理器的要求即可。這些信號調(diào)理器被應用在INP和INM引腳之間不同的輸入上。例如，MAX1452被用于350Ω應變表應用中。
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問：我的傳感器阻抗非常低。我還能使用MAX1452作為信號調(diào)理器嗎?
答：是的?？梢圆捎枚喾N途徑來實現(xiàn)這一點。請參考應用筆記3396，Driving Strain-Gauge Bridge Sensors with Signal-Conditioning ICs。如果需要幫助，請聯(lián)系工廠。
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問：我的傳感器阻抗非常高。我還能使用MAX1452作為信號調(diào)理器嗎?
答：是的。對于這類應用，MAX1452可以工作在電壓橋驅(qū)動模式下。如果需要幫助，請聯(lián)系工廠。
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問：我的傳感器靈敏度超過68mV/V。我還能繼續(xù)使用這些信號調(diào)理器嗎?
答：是的。有多種選擇。一個簡單的方法是將傳感器串聯(lián)(或者并聯(lián))一個電阻，以降低傳感器激勵。請聯(lián)系工廠，了解其他的方案。
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問：當我啟動評估軟件時，出現(xiàn)了"被零除"的錯誤提示。這是什么問題?
答：最大的可能是您沒有運行最新版的評估軟件。最新版中已經(jīng)解決了這一問題，可以從Maxim網(wǎng)站上下載。如果這一問題還存在，請聯(lián)系工廠。
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問：我已經(jīng)從網(wǎng)站上下載并安裝了最新版的評估軟件，但是當我運行軟件時，出現(xiàn)了提示“missing DIPortIO.dll.”。這是什么問題，我該怎么辦?
答：這是因為丟失了Windows? 95以后新版操作系統(tǒng)的驅(qū)動。運行EVKIT軟件提供的Port98nt.exe，安裝丟失的驅(qū)動程序。Port98nt.exe只需要運行一次即可。
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46. 問：在Maxim網(wǎng)站的什么地方可以找到評估軟件?
答：可以下載評估軟件。
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問：閃存存儲軟件嗎?
答：沒有。這些信號調(diào)理器沒有內(nèi)置微處理器，閃存也沒有存儲軟件。閃存只存儲了補償系數(shù)。
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問：信號調(diào)理器能工作在產(chǎn)品工作溫度范圍之外嗎?
答：產(chǎn)品在規(guī)定范圍內(nèi)工作時才能達到數(shù)據(jù)資料的性能標準。但是，只要不超過最大工作條件，產(chǎn)品仍可以繼續(xù)工作。
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問：我可以讀出信號調(diào)理器的數(shù)字輸出嗎?
答：不可以。信號調(diào)理器只輸出模擬電壓。
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問：–NS和–CS評估板有什么區(qū)別?
答：–CS評估板含有一個100KPAG壓力傳感器，評估板在溫度(-40°C至+125°C)和壓力(0KPAG至100 KPAG)上進行了補償。–NS評估板不包括壓力傳感器。但是，要評估信號調(diào)理器，必須使用–NS評估板。
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問：PC和KEY之間的串行電纜應采用空調(diào)制解調(diào)(直通)還是交叉電纜?
答：電纜為直通連接(主要是延長電纜)。評估板包裝中有一條電纜。
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問：當我從Visual Basic調(diào)用DLL時，出現(xiàn)了錯誤信息。我應該怎么辦?
答：評估軟件包中的Serial.dll為c語言調(diào)用。如果您使用VB，則必須使用標準調(diào)用。如果需要Serial.dll標準調(diào)用，請聯(lián)系工廠。
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