курсовой проект / Цифровые потенциометры / 7

KiT#64(11).qxd

12/7/2006

4:47 PM

Page 53

рубрика

компоненты

53

Рис. 2. Структурная схема

Рис. 4. Последовательное сопротивление потенциометров микросхемы

руется байт для «потенциометра R1», начиная со старшего разряда,

и последним программируется байт для «потенциометра R0», начи-

ная со старшего разряда. Запись программируемых данных происхо-

дит по фронту сигнала CLK. После окончания программирования

сигнал RST должен быть переведен в низкий уровень, в результате че-

го производится установка «движков» в заданное положение, а также

блокируется запись в сдвиговый регистр.

Если в каком-либо устройстве, использующем микросхему

1272ПНхТ, требуется подключить только один потенциометр на 256 по-

ложений (другой не будет использован), то рекомендуется использо-

вать «потенциометр R0». Это позволит упростить, а значит, ускорить

управление его «движком». Чтобы установить «движок» в требуемое

положение, необходимо сигнал RST перевести в высокий уровень, за-

писать только байт для «потенциометра R0», начиная со старшего раз-

ряда, а затем сигнал RST перевести в низкий уровень.

Если два потенциометра микросхемы соединить последовательно,

как показано на рис. 4, то такая конфигурация позволяет получить

удвоенное полное сопротивление с 512 резистивными секциями.

«Движком» этого удвоенного сопротивления будет мультиплекси-

Рис. 3. Временная диаграмма программирования микросхемы

рованный вывод сопротивления Sout, который является переключа-

емым выводом сопротивлений потенциометра R0 или потенциоме-

тра R1. Если «бит стыковки» установлен в «0», вывод Sout будет вы-

Программирование микросхемы осуществляется посредством трех-

водом сопротивлений с «движка» «потенциометра R0», если в «1» —

проводного последовательного интерфейса, состоящего из трех вход-

с «движка» «потенциометра R1».

ных сигналов: RST, CLK и DQ. Временная диаграмма программиро-

Особенностью микросхемы является возможность контроля не-

вания микросхемы по трехпроводному интерфейсу приведена на рис. 3.

скольких последовательно соединенных микросхем 1272ПНхТ, как

В начале программирования сигнал RST должен иметь высокий уро-

показано на рис. 5, при помощи одного программирующего устрой-

вень. Вход CLK используется для синхронизации программируемых

ства, например процессора. При таком подсоединении информация

данных. Вход DQ используется для записи данных о позиции «движ-

для второй от процессора микросхемы берется с выхода Cout первой

ков» и «бита стыковки» в 17-битный сдвиговый регистр. При програм-

микросхемы. Программирование второй микросхемы происходит

мировании сначала записывается «бит стыковки», потом программи-

через сдвиговый регистр первой микросхемы, и общее количество

КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 11 '2006

KiT#64(11).qxd

12/7/2006

4:47 PM

Page 54

54

компоненты

рубрика

Рис. 5. Последовательное соединение микросхем 1272ПНхТ

Рис. 6. Типовая схема подключения микросхем 1272ПНхТ к аналоговым цепям

импульсов по входу CLK становится равным

жет оперативно изменять коэффициент уси-

сдвигового регистра. Однако максимальная

34 (то есть удваивается). При использовании

ления сигнала от входа к выходу. Амплиту-

тактовая частота ограничена другими при-

еще большего количества последовательно

да выходного сигнала при этом может быть

чинами. К примеру, задержка распростране-

подсоединенных микросхем количество им-

от –5 В до +5 В.

ния сигнала от тактового входа CLK до вы-

пульсов по входу CLK увеличивается на 17 на

Микросхемы 1272ПНхТ соответствуют эле-

хода Cout накладывает ограничение на мак-

каждую дополнительно подсоединенную ми-

ктрическим параметрам и условиям эксплу-

симальную частоту тактового сигнала при

кросхему. Если между выводом Cout послед-

атации, приведенным в таблицах 1 и 2 соот-

последовательном включении нескольких

ней в цепочке микросхемы и входом DQ пер-

ветственно.

микросхем.

вой микросхемы подключен внешний токо-

Микросхемы 1272ПНхТ являются ТТЛ-

Из параметров, приведенных в таблице 1,

ограничивающий резистор, то у процессора

совместимыми. Типовой статический ток по-

следует обратить особое внимание на такие

появляется возможность не только програм-

требления микросхем при Т = 25 °С состав-

параметры, как «допустимое отклонение со-

мировать, но и считывать данные из микро-

ляет менее 10 мкА. Скорость программиро-

противления от номинала R/R0», «абсолют-

схем. Сопротивление токоограничивающего

вания микросхемы

по трехпроводному

ную линейность резистора R-АNL», «отно-

резистора должно быть не менее 1 кОм.

интерфейсу определяется частотой CLK вход-

сительную линейность резистора R-ONL»

С целью расширения разрешенного диа-

ного сигнала. Критерием работоспособнос-

и «температурный коэффициент сопротив-

пазона напряжения, подаваемого на потен-

ти микросхемы при увеличении тактовой ча-

ления потенциометра

R/ T».

циометр, предусмотрен вывод Vb, на кото-

стоты является правильность работы регис-

Допустимое отклонение сопротивления

рый подается отрицательное напряжение до

тра сдвига. При норме на этот параметр

от номинала R/R0 определяется по отклоне-

–5,0 В. На рис. 6 приведена типовая схема под-

10,0 МГц (скважность сигнала равна 2) реаль-

нию падения напряжения на всем потенци-

ключения микросхем 1272ПНхТ к аналого-

ная частота тактового сигнала была повыше-

ометре при заданном токе и вычисляется по

вым цепям. В данном случае процессор мо-

на до 20,0 МГц без видимых сбоев в работе

формуле:

Таблица 1. Электрические параметры микросхем 1272ПНхТ при –60 °С ≤ T ≤ +90 °C, Ucc = 5 В (если не указано иное)

R/R0 = 100%B(R1 – R0)/R0,

Наименование параметра, единица измерения,

Буквенное

Значение параметра

Режим

где R1 — значение измеренного сопротивле-

режим измерения

обозначение

типовое

не более

измерения

ния, R0 — значение сопротивления 10 кОм

не менее

Выходное напряжение низкого уровня, В

UOL

0,8

IOL = 4 мА

(для 1272ПН1Т), 50 кОм (для 1272ПН2Т),

Выходное напряжение высокого уровня, В

UOH

2,4

IOH = 1 мА

100 кОм (для 1272ПН3Т).

Ток потребления, мкА

ICC

10

650,0

Ucc = 5,5 В

Во многих применениях потенциометров

II

UСС = 5,5 В

первостепенным является не разброс полно-

Входной ток, мкА

±1,0

UIH = 5,5 В

UIL = 0 В

го сопротивления, а параметры, определяю-

Допустимое отклонение сопротивления от номинала, %

R/R0

±20,0

Т = 25 °С

щие точность позиционирования «движка».

Абсолютная линейность резистора, отн. ед.

R[ANL

±0,75

±2,0

Т = 25 °С

Относительная линейность резистора, отн. ед.

R[ONL

±0,3

±3,0

Т = 25 °С

В самом деле, коэффициент усиления схемы,

Частота следования импульсов тактовых сигналов CLK, МГц

fC

10

UСС = 4,5 В

представленной на рис. 6, в первую очередь

СL = 50 пФ

зависит от соотношения сопротивлений, под-

Длительность сигнала CLK высокого уровня, нс

tWH(CLK)

50

UСС = 4,5 В

Время задержки распространения сигнала

tPLH, tPHL

50

UСС = 4,5 В

ключенных «между сигналом и входом ОУ»

при включении и выключении от входа CLK до выхода СOUT, нс

и «между входом ОУ и его выходом». Таки-

Время установления сигнала RST в высокий или низкий уровень

tSU(RST[CLK)

50

UСС = 4,5 В

относительно фронта сигнала CLK, нс

ми параметрами точности позиционирова-

tWL(RST)

UСС = 4,5 В

Минимальная длительность сигнала RST низкого уровня, нс

125

ния «движка» являются абсолютная линей-

Температурный коэффициент сопротивления, ppm/°C

R/ Т

700

800

ность резистора R-АNL и относительная ли-

Полоса пропускания, кГц на уровне минус 3 дБ

[ для 1272ПН1Т

BW_10К

1000

нейность резистора R-ONL.

[ для 1272ПН2Т

BW_50К

200

Т = 25 °С

[ для 1272ПН3Т

BW_100К

80

Расчет абсолютной линейности резистора

R-АNL производится путем измерения вы-

Таблица 2. Предельно допустимые и предельные режимы эксплуатации

ходного напряжения на выводе «движка» при

поданных на микросхему напряжениях пи-

Норма

тания и рассчитывается по формуле:

Наименование параметра режима,

Буквенное

Предельно допустимый режим

Предельный режим

единица измерения

обозначение

R-АNL = (U1 – U0)/MI,

не менее

не более

не менее

не более

Напряжение питания, В

UCC

4,5

5,5

–0,5

7,0

где U1 — значение измеренного выходного

Напряжение, приложенное к любым входам

UI

0

UCC

–0,5

UCC+0,5

напряжения; U0 — ожидаемое значение вы-

относительно земли (Ub = 0 B), В

Напряжение, приложенное к выводам резистора, В

UIR

Ub

UCC

Ub –0,5

UCC+0,5

ходного напряжения при идеальной конст-

Напряжение на выводе Ub, В

Ub

–5,0

0

–5,0

0

рукции; MI — падение напряжения на эле-

Рабочая температура, °С

ТA

–60

90

–60

125

ментарном резисторе, рассчитанное как ве-

КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 11 '2006