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桑切斯弹奏曼联队歌:AD8400/AD8402/AD8403是1-/2-/4通道數字電位計

時間:2019-11-8, 來源:互聯網, 文章類別:元器件知識庫

瓦伦西亚曼联 www.rxlibr.com.cn 特征

256位;更換1、2或4個電位計;1千V,10千伏,50千伏,100千伏;停電少于5次媽媽;3線SPI兼容串行數據輸入;10兆赫更新數據加載速率;+2.7 V至+5.5 V單電源操作中刻度預設。

應用

機械電位計的更換;可編程濾波器、延遲、時間常數;音量控制,搖攝;線路阻抗匹配;電源調整。

一般說明

AD8400/AD8402/AD8403提供一個單通道、雙通道或四通道、256位數字控制可變電阻器(VR)設備這些裝置執行與電位計或可變電阻器相同的電子調節功能AD8400在緊湊型SO-8封裝中包含一個可變電阻器。AD8402在節省空間的SO-14表面貼裝封裝中包含兩個獨立可變電阻器。AD8403在24引線PDIP、SOIC和TSSOP封裝中包含四個獨立可變電阻器。每個部分都包含一個固定電阻和一個刮水器觸點,該觸點在一個由加載到控制串行輸入寄存器中的數字代碼確定的點上對固定電阻值進行抽頭雨刮器和固定電阻器兩端之間的電阻隨傳輸到VR鎖存器中的數字代碼線性變化每個可變電阻器在a端子和雨刮器或B端子和雨刮器之間提供一個完全可編程的電阻值1 kΩ、10 kΩ、50 kΩ或100 kΩ的固定A到B端子電阻具有±1%的通道到通道匹配公差,標稱溫度系數為500 ppm/℃。獨特的開關電路將傳統開關電阻器設計中固有的高故障降至最低,避免了在通斷前通斷或在通斷前斷開。

每個虛擬現實都有自己的虛擬現實鎖存器,可以保存其編程的電阻值這些虛擬現實鎖存器是從標準3線串行輸入數字接口加載的SPI兼容串行到并行移位寄存器更新的。10個數據位構成了進入串行輸入寄存器的數據字數據字被解碼,其中前兩位確定要加載的VR鎖存器的地址,后八位是數據串行寄存器另一端的串行數據輸出引腳允許在多個虛擬現實應用中進行簡單的菊花鏈,而無需額外的外部解碼邏輯。復位(RS)銷通過將80小時加載到虛擬現實鎖閂中,迫使雨刮器處于中刻度位置。SHDN引腳將電阻器強制到A端子的端到端開路狀態,并將雨刮器短路到B端子,實現微瓦功率關閉狀態當SHDN返回邏輯高電平時,先前的閂鎖設置將雨刮器置于?;暗南嗤繾梟柚彌惺紙涌讜詮鼗比源τ詡せ鈄刺?,因此可以進行代碼更改,從而在設備從關機狀態取出時產生新的雨刷位置。

AD8400可用于SO-8表面安裝和8-鉛塑料浸漬包裝。

AD8402有表面貼裝(SO-14)和14引線塑料浸漬封裝,而AD8403有窄體24引線塑料浸漬和24引線表面貼裝封裝。AD8402/AD8403也在PCMCIA ap的1.1 mm薄型TSSOP-14/TSSOP-24包中提供-應用程序所有部件保證在-40°C至+85°C的擴展工業溫度范圍內運行。

操作

AD8400/AD8402/AD8403提供一個單通道、雙通道和四通道、256位數字控制可變電阻器(VR)設備通過在SDI(串行數據輸入)引腳中輸入一個10位串行數據字來更改已編程的虛擬現實設置。此數據字的格式為兩個地址位,MSB優先,然后是八個數據位,MSB優先表1提供串行寄存器數據字格式。AD8400/AD8402/AD8403具有用于ADDR解碼的以下地址分配,該地址分配用于確定接收串行寄存器數據(從位B7到位B0)的虛擬現實鎖存器的位置:VR#= A1 ×2 + A0 + 1 Equation 1

單通道AD8400要求A1=A0=0雙通道AD8402要求A1=0。虛擬現實設置可以按隨機順序一次更改一個。串行時鐘以10兆赫的頻率運行,可以在4微秒(10×4×100納秒)以下為AD8403加載所有4個VRs精確的定時要求如圖1a、1b和1c所示。

AD8402/AD8403通過斷言RS引腳重置為中刻度,簡化了通電時的初始條件兩部分都有

關機SHDN引腳,將VR置于零功耗狀態,其中端子Ax開路,雨刮器Wx連接到Bx,導致VR結構中僅消耗泄漏電流在關機模式下,保持虛擬現實鎖存器設置,以便從電源關機返回到操作模式,虛擬現實設置返回到其先前的電阻值。數字接口在關機時仍處于活動狀態,但SDO被停用寄存器中的代碼更改可以在設備退出關機狀態時產生新的雨刮器位置。

可變電阻變阻器操作編程

端子A和B之間的VR(RDAC)的標稱電阻值分別為1 kΩ、10 kΩ、50 kΩ和100 kΩ零件號的最后數字決定了標稱電阻值,例如10 kΩ=10;100 kΩ=100。VR的標稱電阻(RAB)有256個觸點,通過雨刮器端子和B端子觸點連接。RDAC鎖存器中的8位數據字被解碼以選擇256個可能設置中的一個。雨刮器的第一個連接從數據00H的B端子開始。該B端子連接的雨刮器接觸電阻為50Ω第二個連接(10 kΩ部分)是位于89Ω[=RBA(標稱電阻)/256+RW=39Ω+50Ω]的數據01H的第一個分接點。第三個連接是代表78+50=128Ω的數據02H的下一個分接點。每增加一個LSB數據值,雨刮器就會向上移動電阻梯,直到最后一個分接點在10011達到Ω. 刮水器不能直接連接到B端子。等效RDAC電路的簡化圖見圖37。

AD8400包含一個RDAC,AD8402包含兩個獨立的RDAC,AD8403包含四個獨立的RDAC確定Wx和Bx之間數字編程輸出電阻的一般傳輸方程為:RWB(Dx) = (Dx)/256×RBA + RW Equation 2,其中Dx是包含在8位RDAC鎖存器中的數據,RBA是標稱端到端電阻。

例如,當VB=0 V且端子開路時,將為以下RDAC鎖存代碼設置以下輸出電阻值(適用于10 kΩ電位計):

注意:在零刻度條件下,存在50Ω的有限雨刮器電阻應該注意,在這種狀態下,W和B之間的電流限制為最大值為5毫安,以避免內部開關觸點的退化或可能損壞。

就像RDAC所取代的機械電位器一樣,它是完全對稱的雨刮器W和端子A之間的電阻也產生數字控制的電阻RWA。當使用這些端子時,B端子應系在刮水器上設置RWA的電阻值開始于電阻的最大值,并且隨著在RDAC鎖存器中加載的數據的值增加而減小。此操作的一般傳輸方程為:RWA (Dx) = (256–Dx)/256×RBA + RW Equation 3,其中Dx是包含在8位RDAC鎖存器中的數據,并且RBA是名義端到端阻力。例如,當VA=0 V且B端子開路時,將為以下RDAC鎖存代碼設置以下輸出電阻值(適用于10 kΩ電位計):

RBA的典型分布在±1%范圍內。然而,設備到設備的匹配依賴于過程批次,具有±20%的變化。RBA隨溫度的變化具有正的500ppm/℃溫度系數。

在10%至100%的調節范圍內,雨刮器至端部電阻溫度系數具有最佳性能,其中內部雨刮器觸點開關不會產生任何明顯的溫度相關誤差圖11中的圖表顯示了RWB tempco vs.代碼的性能,使用代碼低于32的微調器會導致繪制出更大的溫度系數。

對電位計分壓器電壓輸出操作進行編程

數字電位器容易產生一個輸出電壓成比例的輸入電壓施加到一個給定的終端。例如,將一個端子連接到+5 V,將B端子連接到接地,在零伏開始時,雨刮器產生小于+5 V的1 LSB的輸出電壓。每個LSB的電壓等于施加在端子AB上的電壓除以電位計分壓器的256位置分辨率對于施加在端子AB上的任何給定輸入電壓,定義輸出電壓相對于接地的一般方程式為: VW(Dx) = Dx/256×VAB + VB Equation 4。

數字電位器在分壓器模式下的操作可使溫度過高時的操作更加精確。這里,輸出電壓取決于內部電阻的比率,而不是絕對值;因此,溫度漂移提高到15ppm/℃。

在較低的雨刮器位置設置下,由于CMOS開關雨刮器電阻成為從端子B到雨刮器的總電阻的可觀部分的貢獻,電位計分配器溫度系數增大關于電位器tempco性能與代碼設置的關系圖。

數字接口

AD8400/AD8402/AD8403包含一個標準的SPI com-三線串行輸入控制接口三個輸入是時鐘(CLK)、CS和串行數據輸入(SDI)正反饋GE敏感CLK輸入需要干凈的轉換,以避免將不正確的數據輸入串行輸入寄存器為了獲得最佳結果,請使用比1 V/微秒更快的邏輯轉換。標準邏輯系列工作良好如果使用機械開關進行產品評估,則應使用觸發器或其他合適的方法對其進行消噪圖38的框圖顯示了更多的細節內部數字電路。當CS處于低激活狀態時,時鐘將數據加載到每個正時鐘邊緣的10位串行寄存器中。

注:P=正邊,X=無所謂,SR=移位寄存器。

串行數據輸出(SDO)引腳包含一個開漏N通道FET此輸出需要一個上拉電阻器,以便將數據傳輸到下一個軟件包的SDI引腳。上拉電阻器端接電壓可能大于AD8403 SDO輸出設備的VDD電源(但小于+8 V的最大VDD),例如,AD8403可以在VDD=3.3 V下工作,下一個設備接口的上拉可以設置為+5 V。這允許從單處理器串行數據線菊花鏈連接多個RDAC。當使用一個上拉電阻器連接到串聯中下列設備的SDI引腳時,需要增加時鐘周期菊花鏈節點上的電容負載SDO–必須考慮設備之間的SDI才能成功傳輸數據當使用菊花鏈時,CS應保持低電平,直到每個包的所有位都被時鐘送入各自的串行寄存器,以確保地址位和數據位在正確的解碼位置。如果兩個AD8403四通道RDAC以菊花鏈連接,則需要20位符合表I中提供的字格式的地址和數據。

注意,只有AD8403有SDO引腳。?;詡銼HDN將SDO輸出引腳強制設置為關閉(邏輯高電平狀態),以禁用上拉電阻器中的功耗等效SDO輸出電路原理圖見圖40。規范表中的數據設置和數據保持時間確定了數據有效時間要求最后10位當CS re-變高同時,CS變高,它進入地址解碼器,從而啟用兩個(AD8402)或四個(AD8403)正邊緣觸發RDAC鎖存器中的一個詳見圖39及表三地址解碼表。

目標RDAC鎖存器加載串行數據字的最后8位,完成一次DAC更新在AD8403的情況下,必須對四個單獨的10位數據字進行計時,以更改所有四個虛擬現實設置。

所有數字管腳均采用串聯輸入電阻和并聯齊納ESD結構進行?;?,如圖41a所示,適用于數字管腳CS、SDI、SDO、RS、SHDN、CLK數字輸入ESD?;ぴ市砘旌系繚從τ?,其中+5 V CMOS邏輯可用于驅動從+3 V電源運行的AD8400/AD8402或AD8403。模擬管腳A、B、W受20Ω串聯電阻器和并聯齊納?;?,見圖41b。

AD8403AN10(10 kΩ電阻)的–3 dB帶寬在半刻度處測量為600 kHz,用作電位計分壓器。圖23提供了三種可用電阻版本10 kΩ、50 kΩ和100 kΩ的大信號BODE圖特征增益平坦度與頻率關系圖,圖26,預測濾波器應用性能已經開發了寄生模擬模型,如圖42所示。清單I提供了10 kΩRDAC的宏模型網絡列表:

在使用偏置接地和軌對軌OP279放大器的逆變運放電路中,總諧波失真加噪聲(THD+N)測量為0.003%,如圖33所示熱噪聲是主要是約翰遜噪聲,對于f=1k Hz的10kΩ版本,通常為9nv/√Hz。對于100 kΩ設備,熱噪聲變為29 nV/√赫茲。在f=100 kHz時,信道間串擾測量值小于-65 dB。為了實現這種隔離,包裝上提供的用于隔離單個RDAC的額外接地引腳必須連接到電路接地。AGND和DGND引腳應處于相同的電壓電位。包裝中任何未使用的電位計都應接地在10 kHz時,電源抑制通常為-35 dB(在高精度應用中,需要注意最小化電源紋波)。

應用

數字電位器(RDAC)允許許多微調電位器的應用被一種固態解決方案所取代,這種固態解決方案具有體積小、不受振動、沖擊和在惡劣環境中遇到的開放接觸問題的影響。數字電位器的一個主要優點是它的可編程性。任何設置都可以保存在系統內存中供以后調用。

RDAC的兩種主要配置包括圖29和圖30所示的電位計分壓器(基本3端應用)和變阻器(2端配置)連接。

正確的AD8400/AD8402/AD8403操作必須滿足某些邊界條件。首先,所有模擬信號必須保持在用于操作單電源AD8400/AD8402/AD8403產品的0至VDD范圍內。對于標準電位計分壓器應用,可直接使用雨刮器輸出。對于低電阻負載,用合適的軌對軌運放(如OP291或OP279)緩沖雨刮器。其次,對于交流信號和雙極直流調節應用,通常需要虛擬接地無論使用什么方法來創建虛擬接地,結果都必須為所有連接的負載提供必要的匯和源電流,包括足夠的旁路電容。圖33顯示了連接在可逆可編程增益放大器電路中的AD8402的一個信道。虛擬接地設置為+2.5 V,允許電路輸出相對于虛擬接地跨越±2.5 V的范圍。對于最大的輸出擺幅,軌對軌放大器能力是必要的。當雨刮器從其中刻度復位位置(80H)調整到A端子(代碼FFH)時,電路的電壓增益成功地以更大的增量增加?;蛘?,當向B端子(代碼00H)調整雨刮器時,信號變弱。圖43中的曲線顯示了電壓增益(V/V)100:1范圍內的雨刮器設置。注意0分貝(1伏/伏)左右的假對數增益的±10分貝。該電路主要用于0.14v/V到4v/V范圍內的增益調整;超過該范圍,步長變得非常大,驅動電路的電阻可以成為增益方程中的一個重要項。

有源濾波器

用于產生低通、高通或帶通濾波器的標準電路之一是狀態變量有源濾波器數字電位器允許濾波器輸出的頻率、增益和Q的完全可編程性圖44顯示了使用+2.5V虛擬接地的濾波器電路,允許±2.5VP輸入和輸出擺動。RDAC2和3分別設置LP、HP和BP截止頻率和中心頻率。這些可變電阻器應使用相同的數據(與組合電位計一樣)進行編程,以保持最佳電路Q。圖45顯示了在帶通輸出處測量的濾波器響應,作為RDAC2和RDAC3設置的函數,RDAC2和RDAC3設置產生2 kHz至20 kHz的中心頻率范圍帶通輸出處的濾波器增益響應如圖46所示在中心頻率為2kHz時,增益在由RDAC1確定的-20dB到+20dB范圍內進行調整。電路Q由RDAC4調節。有關狀態變量有源濾波器的更多詳細讀數,請參閱模擬設備的應用說明,AN-318。

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