1前言
DS1667內(nèi)含兩個集成電路電位器,,它可以通過計數(shù)法選擇電阻元件的辦法來調(diào)整,,每個電位器由256個電阻元件組成,在每一個電阻段都有可連接到游標(biāo)的抽頭,。電阻陣列中游標(biāo)的位置由一個8位寄存器來設(shè)定,,該寄存器控制游標(biāo)的輸出端連接在哪一個抽頭上,。每一個8位寄存器通過一個3線串行口送出或接收數(shù)據(jù)位來進行讀/寫操作,。另外,,兩只電位器串聯(lián)可組成一個512個電阻段的單一電位器。當(dāng)兩個電位器分開使用時,,DS1667的分辨率等于電阻器的阻值除以256,。當(dāng)電位器串聯(lián)時,,電阻器的阻值是原來的2倍,但分辨率不變,。DS1667中包含2個高增益寬帶運算放大器,,每一個運算放大器各有一個同相和反相輸入端,一個輸出端,,供用戶設(shè)計使用,。運算放大器和電位器共同完成某些功能,,如模/數(shù)轉(zhuǎn)換,,數(shù)/模轉(zhuǎn)換、可變增益放大器,、可變頻率振蕩器等等,。
2引腳排列及說明
VCC+5V電源
GND地
L0、L1電位器低端
DQ串口輸入/輸出端
H0,、H1電位器高端
CLK串口時鐘輸入端
W0,、W1電位器游標(biāo)端
COUT級聯(lián)的串口輸出端
VB運算放大器的負電源端
NINV0、NINV1運算放大器同相輸入端
SOUT堆棧結(jié)構(gòu)的游標(biāo)輸出端
INV0,、INV1運算放大器反相輸入端
RST串口復(fù)位輸入端
OUT0,、OUT1運算放大器輸出端
3主要特點
這種數(shù)字電位器的主要特點如下:
·兩個用數(shù)字控制的256位電位器
·串口為兩只電位器提供置位和讀出的方式
·兩只電位器串聯(lián)起來可提供附加分辨率
圖1DS1667的引腳排列
圖2原理框圖
·上電時游標(biāo)的缺省位置為電阻器阻值的1/2位置處
·電位器兩端點之間電阻元件的溫度補償可以達到±20%
·兩個高增益的寬帶運算放大器
·低功耗的CMOS設(shè)計
·應(yīng)用模/數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)/模轉(zhuǎn)換、可變頻率的振蕩器,、可變增益的放大器等
·20引腳雙列直插(DIP)封裝,,20引腳的SOIC表面貼裝
·工作溫度范圍:0℃~70℃
·電阻器的阻值電阻器的阻值分辨率-3dB點
DS1667-1010Ω39Ω1.1MHz
DS1667-5050Ω195Ω200.0kHz
DS1667-100100Ω390Ω100.0kHz
4數(shù)字電位器部分的工作原理
DS1667數(shù)字電位器部分的原理框圖如圖2所示,由圖2可知,,DS1667包含兩個電位器,,每個電位器有各自的游標(biāo),它由一個包含在8位寄存器中的數(shù)值來設(shè)定,。每一個電位器由256個阻值相等的電阻器組成,,相互間以及和最末端電阻器之間是以抽頭連接的。
另外,,電位器可以用串聯(lián)的形式堆積起來,,也就是說,電位器0的高端連接到電位器1的低端,,作為堆棧電位器,,堆棧選擇位用來選擇哪個電位器的游標(biāo)將出現(xiàn)在多路輸出端SOUT。如果0寫進堆棧多路輸出分配器,,將連接游標(biāo)0到SOUT引腳,。這個游標(biāo)將決定從堆棧電位器底部的256個抽頭中選擇哪一位。如果1被寫進堆棧多路輸出分配器,,將選擇游標(biāo)1,,堆棧電位器上部的256個抽頭中的其中之一連接到SOUT引腳,。
通過17位I/O移位寄存器,數(shù)據(jù)可以從游標(biāo)0和游標(biāo)1寄存器以及堆棧選擇位中讀出或?qū)懭?。I/O移位寄存器是3線串行口負載,,而3線串行口由RST、DQ和CLK組成,。它通過傳送17位數(shù)而修改數(shù)據(jù),。只有當(dāng)RST輸入高電平時,才允許通過DQ引腳串行寫入數(shù)據(jù),。在RST端變?yōu)榈碗娖揭郧?,電位器總保持以前的?shù)值不變。當(dāng)RST變?yōu)榈碗娖胶?,電位器的?shù)值才會改變,,當(dāng)RST輸入為低電平時,DQ和CLK輸入不起作用,。
當(dāng)RST是高電平時,,CLK輸入端由低到高轉(zhuǎn)變,有效數(shù)據(jù)被寫進I/O移位寄存器,。無論時鐘輸入是高電平還是低電平,,DQ引腳的輸入數(shù)據(jù)都可以改變,而只有滿足設(shè)置要求時DQ引腳的數(shù)值才被送入移位寄存器,。數(shù)據(jù)寫入總是以堆棧選擇位的數(shù)值開始的,。送入的下一個8位是規(guī)定電位器1的游標(biāo)設(shè)定數(shù)值,這8位數(shù)據(jù)的最高有效位首先送出,,接下來的8位是規(guī)定電位器0的游標(biāo)的設(shè)定數(shù)值,,首先送出的也是最高有效位。送入的第17位數(shù)據(jù),,是游標(biāo)0設(shè)定的最低有效位,。如果寫進的數(shù)據(jù)少于17位數(shù),電位器設(shè)置的數(shù)值將是被寫進的數(shù)據(jù)加上以前未轉(zhuǎn)換的保留位,。如果寫進的數(shù)據(jù)大于17位,,最后的17位數(shù)據(jù)留在移位寄存器中。因此,,如果送進的數(shù)據(jù)不是17位,,將導(dǎo)致電位器設(shè)置不準(zhǔn)確。
當(dāng)多位數(shù)據(jù)被寫進移位寄存器時,,以前的數(shù)據(jù)通過級聯(lián)串行口引腳COUT逐位移出,,通過連接一個DS1667的COUT到另一個DS1667的DQ引腳,多個電位器能象鏈子一樣串接在一起,,如圖3所示,。
圖3寫數(shù)據(jù)
圖4級聯(lián)多個器件
圖5讀數(shù)據(jù)
圖6可編程序的差動放大器
讀數(shù)據(jù)時,,DQ引腳處于懸浮狀態(tài)。當(dāng)RST保持低電平時,,位17總是出現(xiàn)在COUT引腳,,它通過電阻器反饋回DQ引腳(如圖4),該數(shù)據(jù)通過讀設(shè)備讀出,。RST引腳變成高電平則啟動數(shù)據(jù)的傳送,。CLK輸入端從低到高轉(zhuǎn)變時,位17被送進I/O移位寄存器的第一位,,位16出現(xiàn)在COUT引腳和DQ引腳,。當(dāng)17位全部傳送完后,,數(shù)據(jù)已完全移至初始位置,。當(dāng)RST變回低電平以結(jié)束數(shù)據(jù)傳送時,,數(shù)據(jù)(類似于讀發(fā)生以前的數(shù)值)被送進游標(biāo)0,、游標(biāo)1的寄存器和堆棧選擇位。
對于DS1667,,每次加電應(yīng)用時,,電位器的游標(biāo)設(shè)置在一半的位置,堆棧選擇位設(shè)置在零點,。
5運算放大器
DS1667包含兩個理想運算放大器,,它的工作電壓是5V或±5V(如圖1),內(nèi)部電阻分壓器設(shè)定運算放大器的內(nèi)部參考值是兩個供電電源的平均值,,即(VDD+VB)/2,。為了得到最佳工作特性,選擇該值作為模擬地參考值,。
6DS1667的參數(shù)
?。?)極限工作條件
任意引腳相對地的電壓:-0.5V~7.0V
VB=5.5V時,電阻器引腳電壓:-5.5V~7.0V
VB的電壓:-5.5V~地
工作溫度:0℃~70℃
貯存溫度:-55℃~125℃
焊接溫度:260℃(10秒鐘)
?。?)電位器的推薦DC工作條件
表1示出電位器的工作條件,,溫度范圍為0℃~70℃。
表1電位器的DC工作條件
參數(shù)
符號
最小值
典型值
最大值
單位
正極電壓
VCC
+4.5
5.0
5.5
V
輸入邏輯1
VHI
2.0
VCC+0.5
V
輸入邏輯0
VIL
-0.5
+0.8
V
負極電壓
VB
-5.5
GND
V
電阻器輸入端
L,、H,、W
VB-0.5
VCC+0.5
V ?。?)運算放大器的主要電氣特性
運算放大器的主要電氣特性如表2所示,。
表2運算放大器的電氣特性
參數(shù)
符號
最小值
典型值
最大值
單位
輸入失調(diào)電壓
VOS
5
10
V
輸入失調(diào)電壓漂移
VOSD
10
μv/℃
共模抑制比
CMR
62
dB
輸入共模電壓范圍
CCCM
VB+1.5
VCC
V
輸出擺幅
VSWGH
4.7
V
單位增益帶寬乘積
GBP
2.5
MHz 7應(yīng)用實例
因DS1667是數(shù)字控制和可編程序的,所以它們主要應(yīng)用在自動控制方面,,作為固定增益衰減器,,可變增益放大器和差動放大器,如圖6所示,。根據(jù)需要可以更準(zhǔn)確、更靈活,、更高速地工作,。DS1667有兩個獨立的電位器可以利用,有兩個獨立的運算放大器可以和電位器連接起來使用,,也可分開使用,。