《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設(shè)計(jì) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > MAX9979管腳電子IC中PMU模式操作
MAX9979管腳電子IC中PMU模式操作
摘要: 該應(yīng)用筆記通過簡單的等效電路圖介紹了MAX9979 PMU的四種操作模式:FVMI,、FVMV、FIMI和FIMV,。PMU的這些模式使得MAX9979大大提高了用戶設(shè)計(jì)的靈活性,,詳細(xì)信息請參考MAX9979和MAX9979EVKIT數(shù)據(jù)資料。
Abstract:
Key words :
  簡介

  MAX9979是一款應(yīng)用于自動測試儀器(ATE)市場的高集成度,、雙通道,、管腳電子(PE) IC。器件包括雙通道四電平,、高速驅(qū)動器/比較器/負(fù)載(DCL),,并集成了鉗位功能,可以工作在驅(qū)動,、高阻和低泄漏模式,。工作速度高于每秒1吉比特(1Gbps)。通過內(nèi)部獨(dú)立的16位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)支持所有電平等級,。每通道還包括完全集成的參數(shù)測量單元(PMU),,具有極高的測量精度,使用戶獲得額外的設(shè)計(jì)價(jià)值,。

  PMU工作模式

  MAX9979 PMU有多種工作模式,,但在本應(yīng)用筆記中只討論四種模式(FVMI、FVMV,、FIMI和FIMV),。

  表1所示介紹了PMU四種主要模式的設(shè)置。FMODE,、MMODE和低電平有效HIZFORCE通過內(nèi)部串口控制,,低電平有效LLEAKP是一個外部引腳。

  表1. PMU模式選擇

PMU Mode Driver Comparator Load FMODE MMODE Active-Low LLEAKP Active-Low HIZFORCE
FVMI Low-leak Low-leak Low-leak 0 0 1 1
FVMV 0 1 1 1
FIMI 1 0 1 1
FIMV 1 1 1 1

 

  加壓測流(FVMI)

  FVMI模式下,,內(nèi)部產(chǎn)生的電壓(VIN)直接施加到被測器件(DUT)的輸出引腳,。VIN可通過串口在-2.5V至+7.5V范圍內(nèi)設(shè)置,分辨率為16位,,盡管它的有效范圍為-1.5V至+6.5V,,將VIN設(shè)置到有效范圍以外時并不會對MAX9979造成損壞。

  施加到DUT端的電壓產(chǎn)生一個流入或流出DUT的電流,??梢栽贛EAS引腳監(jiān)測、測量該電流,,通過下式進(jìn)行計(jì)算:
 

公式1

  其中ILOAD是流入或流出DUT的電流,,VMEAS是測量電壓,,VIIOS是所設(shè)置的偏置電壓。內(nèi)部串行位RS0,、RS1,、RS2 (表2所示)選擇量程電阻(RSENSE)。

  表2. PMU電流量程控制

Digital Input Serial Interface Bits Range (RSENSE)
Active-Low LLEAKP Active-Low HIZFORCE RS2 RS1 RS0
X X 0 0 0 E (500kΩ ±2µA)
X X 0 0 1 D (50kΩ ±20µA)
X X 0 1 0 C (5kΩ ±200µA)
X X 0 1 1 B (500Ω ±2mA)
X 0 1 X X B*
0 1 1 X X B*
1 1 1 X X A (20Ω ±50mA)

 

  *量程A不能用于PMU高阻(high-Z)模式,;PMU默認(rèn)工作在量程B,。

  注意VIIOS可以設(shè)置在0至+5V范圍,有效設(shè)置范圍為+2V至+4V,。設(shè)置在有效范圍以外時并不會對MAX9979造成損壞,。

  在圖1和表1中,VIN是輸入電壓,,通過內(nèi)部DAC設(shè)置,。DUT端電壓通過U1、S1,、S4,、U3、S3和S2閉環(huán)反饋環(huán)路跟隨設(shè)定的VIN,。受外部SENSE引腳控制,,S4允許選擇直接跟隨負(fù)載點(diǎn)。如果S4閉合,,VIN施加到負(fù)載,。利用這個選擇,可以消除由于電路板走線引起的偏移誤差電壓,。
 

圖1. 加壓測流(FVMI)

圖1. 加壓測流(FVMI)

  U2,、U4、S5,、U6并不在反饋環(huán)路中,,但為監(jiān)測負(fù)載電流的MEAS引腳提供了一個通路。出現(xiàn)在MEAS引腳的電壓可由式1計(jì)算,。

  表3列舉了幾個設(shè)置為FVMI模式的實(shí)例,。

  表3. FVMI模式設(shè)置實(shí)例

 

VIN
(V)
VIIOS
(V)
Range
 
DUT Voltage
(V)
VMEAS
(V)
Load
(kΩ)
Load
Current (µA)
+1 +2.5 D (±20µA) +1 +6.5 50 +20
0 +2.5 D (±20µA) +1 +2.5 50 0
-1 +4 D (±20µA) -1 0 50 -20

  **FSR = 滿量程范圍。

  加壓測壓(FVMV)

  FVMV模式操作與FVMI模式類似,,VIN施加到DUT端(如果S4閉合,,施加到外部負(fù)載端),區(qū)別在于測量路徑,。開關(guān)S5閉合,,MEAS端監(jiān)測施加電壓。MEAS端可通過外部稱為VIOS的電壓偏置。VIOS可在-0.75V至+3.75之間設(shè)置,,但指定的有效量程為0至+1.5V,。通過將VIOS設(shè)置在+1.5V,MEAS端電壓偏置在+1.5V,,并允許使用外部單極性ADC。按照這種方式,,在MEAS管腳的DUT電壓范圍從-1.5V至+6.5V映射為0至+8V,。

  圖2與圖1的區(qū)別在于模式開關(guān)設(shè)置為MMODE = 1。MEAS管腳監(jiān)測DUT端的電壓,,以及檢測地電壓(在DGS引腳)和VIOS,。反饋環(huán)路和FVMI反饋環(huán)路相同—U1、S1,、S4,、U3、S3和S2,。
 

圖2. 加壓測壓(FVMV)

圖2. 加壓測壓(FVMV)

  測量路徑包括S4,、U3、S5和U5到監(jiān)測端,。注意S5處于“1”位置,,或者M(jìn)MODE = 1。通過內(nèi)部設(shè)置VIOS可偏置MEAS引腳電壓,,以適應(yīng)單極性模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),。

  通過DGS引腳也可以將MEAS引腳偏置到與地電位不同的電勢。DGS引腳檢測負(fù)載地,,這有助于消除由于地電位偏差造成的誤差,。同樣,SENSE引腳也可以設(shè)置用于直接檢測負(fù)載,。

  表4列舉了設(shè)置為FVMV模式的幾個例子,。

  表4. FVMV模式設(shè)置實(shí)例

VIN
(V)
VIOS
(V)
Voltage at DGS
(V)
DUT Voltage
(V)
VMEAS
(V)
-1.5 0 0 -1.5 -1.5
-1.5 +2 -0.5 -1.5 0
-1.5 +1.5 0 -1.5 0
+6.5 +1.5 0 +6.5 +8

  表4中的最后兩個設(shè)置對應(yīng)于VIOS為1.5V的設(shè)計(jì)。對于-1.5V至+6.5V編程輸入,,MEAS電壓范圍為單極性(0至8V),。該表說明了VIOS的使用,以允許任何ADC可連接到MEAS引腳,。

  圖1和2表明用戶可將多個MAX9979的MEAS引腳連接到一起,,共用一個ADC。通過內(nèi)部串行位,,內(nèi)部低電平有效HiZMEASS或外部低電平有效HiZMEASP可以將每個MEAS輸出設(shè)置在高阻態(tài),。測量時用戶必須將每個器件設(shè)置在高阻功能。 

  加流測流(FIMI)

  FIMI模式下,,VIN直接通過內(nèi)部選定的RSENSE電阻施加,。VIN通過該電阻施加電流—該電流可利用式2計(jì)算。+1V編程電壓代表指定的滿量程(FSR) (量程選擇參見表2),。例如,,假定我們選擇了量程D,RSENSE電阻為50kΩ,,VIN為1V,,VIIOS為0V,通過下式得到的施加電流(IFORCE)為20µA:
 

公式2

  因此,,20µA代表了量程D的FSR,。

  注意,當(dāng)VIIOS與VIN相等時,,施加電流為0µA,。VIIOS可在0至+5V之間編程,但有效量程為+2V至+4V,。類似于FVMI模式,,設(shè)置值超出該量程時并不損壞MAX9979。VIIOS可以看作是施加電流為零時的電壓值,。典型值設(shè)置為+2.5V,,與內(nèi)部基準(zhǔn)電壓一致。VIIOS的主要功能是設(shè)置MEAS引腳電壓,,以便適合多種不同的ADC應(yīng)用,,例如單極性ADC。

  如圖3所示,,F(xiàn)IMI模式下的反饋環(huán)路包括U1,、S1、U2,、U4,、S3和S2。
 

圖3. 加流測流(FIMI)

圖3. 加流測流(FIMI)

  選擇正確的負(fù)載時必須注意確保輸出電壓不超出+6.5V或-1.5V,。表5列舉了一些FIMI設(shè)置,。

  表5. FIMI模式設(shè)置實(shí)例

VIN
(V)
VIIOS
(V)
Range DUT Voltage
(V)
VMEAS
(V)
Load
(kΩ)
Load
Current (µA)
+2.5 +2.5 D (±20µA) 0 +2.5 50 0
+6.5 +2.5 D (±20µA) +1.5 +6.5 50 +20
-1.5 +2.5 D (±20µA) -1 -1.5 50 -20
-1.5 +2 D (±20µA) -0.875 -1.5 50 -17.5

  加流測壓(FIMV)

  FIMV模式與FIMI模式的反饋環(huán)路相同,施加電流的等式也相同,。對于FIMV模式,,MMODE置為1。如圖4所示,,由于S5置1,,MEAS引腳監(jiān)測DUT電壓。

  表5可作為FIMV設(shè)置實(shí)例,它們的區(qū)別在于VMEAS列和DUT電壓列的數(shù)值一樣,。換句話說,,MEAS引腳用于監(jiān)測DUT輸出。
 

圖4. 加流測壓(FIMV)

圖4. 加流測壓(FIMV)

  結(jié)論

  該應(yīng)用筆記通過簡單的等效電路圖介紹了MAX9979 PMU的四種操作模式:FVMI,、FVMV,、FIMI和FIMV。PMU的這些模式使得MAX9979大大提高了用戶設(shè)計(jì)的靈活性,,詳細(xì)信息請參考MAX9979和MAX9979EVKIT數(shù)據(jù)資料,。

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載,。