ADN2850是非易失性存储器,双1024位数字电阻器

元器件信息   2022-11-21 09:56   249   0  

ADN2850点击型号即可查看芯片规格书


芯片规格书搜索工具-icspec


特征

双通道,1024位置分辨率;25 kΩ,250 kΩ标称电阻;最大±8%标称电阻公差误差;低温系数:35ppm/℃;2.7 V至5 V单电源或±2.5 V双电源;电流监测可配置功能SPI兼容串行接口;非易失性存储器存储雨刮器设置用EEMEM设置刷新上电;永久存储器写保护;存储在EEMEM中的电阻容限;用户定义信息的26字节额外非易失性存储器;1M编程周期;100年典型数据保留。

应用

SONET、SDH、ATM、千兆以太网、DWDM激光二极管驱动器、光监控系统;机械变阻器更换仪表增益调整;可编程滤波器、延迟、时间常数;传感器校准。

一般说明

ADN2850是一个双通道,非易失性存储器,数字控制电阻1024步分辨率,提供最大低电阻误差保证为±8%。该装置具有与机械变阻器相同的电子调节功能,具有更高的分辨率、固态可靠性和优越的低温系数性能。ADN2850通过与SPI兼容的串行接口进行多功能编程,允许16种操作和调整模式,包括草稿行编程、内存存储和恢复、增量/减量、±6dB/步日志锥度调整、雨刮器设置回读,以及额外的EEMEM,用于用户定义的信息,例如其他组件的存储器数据、查找表或系统标识信息。

在scratchpad编程模式下,可以将特定设置直接编程到RDAC寄存器,该寄存器设置端子W和端子B之间的电阻。该设置可以存储在EEMEM中,并在系统通电期间自动恢复到RDAC寄存器。

EEMEM内容可以动态恢复,也可以通过外部PR冲程和WP功能保护EEMEM内容。为了简化编程,可以使用独立的或同时的线性步进增量或减量命令来上下移动RDAC雨刮器,一次一步。对于雨刮器设置中的对数±6 dB变化,可以使用左或右位移位命令将RDAC雨刮器设置加倍或减半。

ADN2850图形电阻公差存储在EEMEM中。因此,在回读模式下,主机处理器可以知道实际的满标度电阻。主机可以通过简化开环应用程序以及精度校准和公差匹配应用程序的软件例程执行适当的电阻步骤。

ADN2850可用于5 mm×5 mm 16引线框架芯片级LFCSP和薄16引线TSSOP。该装置保证在扩展的工业温度范围−40°C至+85°C下运行。

在本数据表中,术语非易失性存储器和EEMEM互换使用,术语数字电阻器和RDAC互换使用。

功能框图

b09a0aea-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

时序图

b09a0aeb-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.pngb09a0aec-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

典型性能特征

b09a0aed-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.pngb09a0aee-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.pngb09a0aef-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.pngb09a0af0-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.pngb09a0af1-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

测试电路

图20到图24定义了规范部分中使用的测试条件。

b09a0af2-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

操作理论

ADN2850数字可编程电阻器被设计成一个真正的可变电阻器。电阻雨刮器位置由RDAC寄存器内容决定。RDAC寄存器用作草稿行寄存器,允许电阻设置的无限变化。通过加载24位数据字,可以使用标准SPI串行接口对草稿行寄存器进行任何位置设置编程。在数据字的格式中,前四位是命令,后四位是地址,后16位是数据。当设置了一个指定值时,该值可以存储在相应的EEMEM寄存器中。在随后的通电过程中,雨刮器设置会自动加载到该值。

将数据存储到EEMEM寄存器大约需要15毫秒,大约需要2毫安。在此期间,移位寄存器被锁定,防止发生任何更改。RDY管脚脉冲低,表示该EEMEM存储器已完成。还有13个地址,每个用户定义的数据有两个字节,可以从地址2存储到地址14的EEMEM寄存器中。

以下说明有助于满足用户的编程需求(详见表8):

0.什么都不做。

1.将EEMEM内容还原为RDAC。

2.将RDAC设置存储到EEMEM。

3.将RDAC设置或用户数据存储到EEMEM。

4.减少6分贝。

5.全部减少6分贝。

6.减量一步。

7.全部递减一步。

8.将EEMEM内容重置为RDAC。

9.从SDO中读取EEMEM内容。

10.从SDO读取RDAC雨刮器设置。

11.将数据写入RDAC。

12.增加6分贝。

13.全部增加6分贝。

14.递增一步。

15.全部递增一步。

表14到表20提供了使用其中一些命令的编程示例。

SCRATCHPAD和EEMEM编程

草稿行RDAC寄存器直接控制数字电阻雨刮器的位置。例如,当草稿行寄存器加载所有0时,雨刮器连接到可变电阻器的端子B。scratchpad寄存器是一个标准逻辑寄存器,不限制允许的更改次数,但是EEMEM寄存器有程序擦除/写入周期限制。

基本操作

设置可变电阻雨刮器位置的基本模式(对草稿行寄存器进行编程)是通过使用指令11(0xB)、地址0和所需雨刮器位置数据加载串行数据输入寄存器来完成的。当确定正确的雨刮器位置时,用户可以使用指令2(0x2)加载串行数据输入寄存器,该指令将雨刮器位置数据存储在EEMEM寄存器中。15毫秒后,雨刮器位置永久存储在非易失性存储器中。

表6提供了一个编程示例,列出了串行数据输入(SDI)字的顺序,串行数据输出以十六进制格式出现在SDO引脚上。

b09a0af3-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

系统通电时,scratchpad寄存器会自动刷新为先前存储在相应EEMEM寄存器中的值。工厂预设的EEMEM值为中刻度。scratchpad寄存器也可以用三种不同的方式用EEMEM寄存器的内容刷新。首先,执行指令1(0x1)恢复相应的EEMEM值。其次,执行指令8(0x8)重置两个通道的EEMEM值。最后,脉冲公关引脚刷新两个EEMEM设置。操作硬件控制PR功能需要完整的脉冲信号。当PR变低时,内部逻辑将雨刮器设置为中刻度。直到PR返回high,才加载EEMEM值。

EEMEM保护

写保护(WP)引脚禁止对草稿行寄存器内容的任何更改,EEMEM设置除外,该设置仍可以使用指令1、指令8和PR脉冲恢复。因此,WP可用于提供硬件EEMEM保护特性。

数字输入输出配置

所有的数字输入都有ESD保护,高输入阻抗,可以直接从大多数数字源驱动。在逻辑低时激活,如果不使用PR和WP,则必须将它们绑定到VDD。任何数字输入引脚上都不存在内部上拉电阻器。为了避免浮动的数字管脚在噪声环境中可能导致误触发,请添加上拉电阻。当设备在编程时与驱动源分离时,这适用。

SDO和RDY管脚是开漏数字输出,如果使用这些功能,则只需要上拉电阻器。要优化速度和功率平衡,请使用2.2 kΩ上拉电阻器。

等效的串行数据输入和输出逻辑如图25所示。当芯片选择(CS)处于逻辑高电平时,开漏输出SDO被禁用。数字输入的ESD保护如图26和图27所示。

b182f11a-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

b182f11b-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

串行数据接口

ADN2850包含一个4线SPI兼容数字接口(SDI、SDO、CS和CLK)。必须先用MSB加载24位串行数据字。单词的格式如表7所示。命令位(C0到C3)根据表8所示的命令控制数字电阻器的操作。A0到A3是地址位。A0用于处理RDAC1或RDAC2。用户可以访问地址2到地址14以获取额外的EEMEM。地址15保留给工厂使用。表10提供了EEMEM位置的地址图。D0到D9是RDAC寄存器的值。D0到D15是EEMEM寄存器的值。

ADN2850有一个内部计数器,它对24位(一帧)的倍数进行计数,以确保正常工作。例如,ADN2850可以与24位或48位字一起工作,但不能与23位或25位字一起正常工作。为了防止数据误锁(例如,由于噪声),当CS变高时,如果计数不是4的倍数,计数器复位,但如果计数是4的倍数,计数器仍保留在寄存器中。此外,ADN2850还具有一个微妙的特点,即如果CS在没有CLK和SDI的情况下脉冲,则该部件将重复先前的命令(通电期间除外)。因此,必须注意确保CLK或CS行中不存在可能改变有效位数模式的过多噪声。

SPI接口可用于两种从模式:CPHA=1、CPOL=1和CPHA=0、CPOL=0。CPHA和CPOL是指在以下微转换器和微处理器中指示SPI定时的控制位:ADuC812、ADuC824、M68HC11、MC68HC16R1和MC68HC916R1。

菊花链操作

串行数据输出引脚(SDO)有两个用途。它可用于分别使用指令10和指令9读取雨刮器设置和EEMEM值的内容。其余指令(指令0到指令8,指令11到指令15)对于同时操作中的多个设备的菊花链有效。菊花链使控制IC所需的端口管脚数最小化(见图28)。SDO引脚包含一个开漏N-Ch FET,如果使用此功能,则需要一个上拉电阻器。如图28所示,用户需要将一个包的SDO pin绑定到下一个包的SDI pin。用户可能需要增加时钟周期,因为在SDO到SDI接口处的上拉电阻和电容负载可能需要在后续设备之间额外的时间延迟。

当两个ADN2850设备采用菊花链连接时,需要48位数据。前24位(格式化的4位命令、4位地址和16位数据)转到U2,后24位使用同样的格式转到U1。保持CS低直到所有48位进入各自的串行寄存器。然后将CS拉高完成操作。

b182f11c-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

终端电压工作范围

ADN2850的正V和负V电源定义了2端数字电阻器正常工作的边界条件。接线端B和接线端W上出现的超过V或V的电源信号被内部正向偏置二极管钳制(见图29)。

b182f11d-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

ADN2850的GND引脚主要用作数字接地参考。为了将数字接地弹跳降至最低,ADN2850接地端子应远程连接至公共接地(见图30)。ADN2850的数字输入控制信号必须参考设备接地引脚(GND),并且必须满足规范章节中定义的逻辑电平。内部电平移位电路确保三个端子的共模电压范围从V延伸到V,而不管数字输入电平如何。

上电顺序

由于有二极管限制端子B和端子W处的电压合规性(见图29),因此在向端子B和端子W施加任何电压之前,必须先为V和V供电。否则,二极管正向偏置,使得V和V无意中通电。例如,在V之前,在端子W和端子B上施加5 V电压会导致V端子出现4.3 V。

但它可能会影响用户系统的其他部分。理想的通电顺序是GND、V和V、数字输入、V和V。只要在V和V之后通电,V、V和数字输入的通电顺序并不重要。

无论电源的通电顺序和斜坡速率如何,当V和V通电时,通电预设激活,将EEMEM值恢复到RDAC寄存器。

布局和电源旁路

采用紧凑、最小引线长度的布局设计是一个良好的实践。通向输入端的导线应尽可能直接,导线长度最小。接地路径应具有低电阻和低电感。

同样,为了获得最佳的稳定性,最好使用高质量电容器绕过电源。旁路电源通向带有0.01μF至0.1μF磁盘或芯片陶瓷电容器的装置。此外,在电源处使用低ESR、1μF至10μF钽或电解电容器,以尽量减少任何瞬态干扰(见图30)。

b182f11e-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

在表7中,命令位是C0到C3,地址位是A0到A3,数据位D0到D9适用于RDAC,D0到D15适用于EEMEM。

b182f11f-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

命令指令代码见表8。

b182f120-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

1、SDO输出将最后24位数据移位到串行寄存器中,进行菊花链操作。异常:对于指令9或指令10之后的任何指令,选定的内部寄存器数据出现在数据字节0和数据字节1中。指令9和指令10之后的指令也必须是完整的24位数据字,以完全时钟输出串行寄存器的内容。2、RDAC寄存器是一个易失性的草稿行寄存器,在通电时从相应的非易失性EEMEM寄存器刷新。

3、 当CS选通返回逻辑高电平时,执行这些操作。

4、指令3将两个数据字节(16位数据)写入EEMEM。在地址0和地址1的情况下,只有最后10位对雨刮器位置设置有效。

5、递增、递减和移位指令忽略移位寄存器、数据字节0和数据字节1的内容。

高级控制模式

ADN2850数字电阻器包括一组用户编程功能,以解决这些通用调节装置的广泛应用。主要编程功能包括:

•草稿行编程到任何期望值

•EEMEM寄存器中草稿行RDAC寄存器值的非易失性存储器存储

•RDAC雨刮器寄存器的递增和递减指令

•RDAC雨刮器寄存器的左右位移位,以实现±6 dB的电平变化

•26个额外字节的用户可寻址非易失性存储器

线性递增和递减指令

递增和递减指令(指令14、指令15、指令6和指令7)对于线性步进调整应用非常有用。这些命令通过允许控制器只向设备发送增量或减量命令来简化微控制器软件编码。调整可以是单独的,也可以是一个组合的电阻装置,两个雨刮器位置同时改变。

对于增量命令,执行指令14会自动将雨刮器移动到下一个阻力段位置。主增量命令,指令15,将所有电阻刮水器向上移动一个位置。

对数锥度模式调整

四个编程指令通过一个单独的电阻器或两个刮水器位置同时改变的联组电阻器排列产生刮水器位置控制的对数锥度增量和减量。6db增量由指令12和指令13激活,6db减量由指令4和指令5激活。例如,从连接到端子B的雨刮器开始,执行11个增量指令(命令指令12)以6分贝的步幅将雨刮器从ADN2850 10位电阻器的R(端子B)位置的0%移动到RBA位置的100%。当雨刮器位置接近最大设置时,最后6db增量指令使雨刮器转到满标度1023代码位置。每个增量指令再增加6分贝时,雨刮器位置不会超过其满刻度(见表9)。

6db步进增量和6db步进增量分别通过内部向左或向右移动位来实现。以下信息解释了某些条件下的非理想±6db阶跃调整。表9示出了对RDAC寄存器数据位的移位功能的操作。每个表行表示一个连续的移位操作。注意,左移位12和13指令被修改,使得如果RDAC寄存器中的数据等于零并且数据被左移位,则RDAC寄存器被设置为代码1。类似地,如果RDAC寄存器中的数据大于或等于中刻度,并且数据左移,则RDAC寄存器中的数据将自动设置为满刻度。这使得左移函数尽可能理想地作为对数调整。

只有当LSB为0(理想对数=无错误)时,右移位4指令和右移位5指令才是理想的。如果LSB为1,则右移位函数生成一个线性半LSB误差,该误差转换为一个与位相关的对数误差,如图31所示。图31显示了ADN2850的奇数位数错误。

b182f121-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

对于每个右移位4命令和右移位5命令执行,RDAC寄存器中的数据内容与雨刮器位置之间对数曲线的实际一致性仅包含奇数位的错误。偶数位是理想的。图31显示了ADN2850的日志错误(20×log10(错误/代码))图。例如,CODE3 log error=20×log10(0.5/3)=-15.56 dB,这是最坏的情况。日志错误图在较低的代码处更为重要(参见图31)。

b182f122-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

使用CS重新执行以前的命令

ADN2850的另一个微妙的特点是,随后的CS选通,没有时钟和数据,重复先前的命令。

使用额外的内部非易失性EEMEM

ADN2850包含额外的用户EEMEM寄存器,用于存储任何16位数据,例如其他组件的存储器数据、查找表或系统标识信息。表10提供了功能框图(见图1)中所示的内部存储寄存器的地址图,即EEMEM1、EEMEM2和用户EEMEM的26字节(13个地址×每个地址2字节)。

b182f123-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

1、 存储在EEMEM位置的RDAC数据被传输到相应的上电时或指令1、指令8和PR为执行。

2、 USERx是内部非易失性EEMEM寄存器,可用于存储和使用指令3和分别是指令9。

3、只读。

计算实际端到端电阻

电阻公差在工厂测试期间存储在EEMEM寄存器中。因此,可以计算实际的端到端电阻,这对于校准、公差匹配和精密应用都有价值。注意,这个值是只读的,满标度下的R与R at满标度匹配,通常为0.1%。

电阻公差百分比包含在EEMEM寄存器15的最后16位数据中。格式为符号大小二进制格式,其中MSB指定为符号(0=负数,1=正数),下一个7 MSB指定整数,8 LSB指定十进制数(见表12)。

b182f124-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

例如,如果R=250 kΩ,并且SDO中的数据显示为XXXX XXXX 1001 1100 0000 1111,则可以按如下方式计算Rat满标度:

•最高有效位:1=正

•下一个7 LSB:001 1100=28

•8 LSB:0000 1111=15×2=0.06%公差=28.06%-8个

因此,满标度R=320.15 kΩ

RDAC结构

RDAC包含多串相等的电阻段,带有一组模拟开关,用作雨刮器连接。位置数是设备的分辨率。ADN2850有1024个连接点,可以提供高于0.1%的可设置分辨率。图32显示了RDAC三个端子之间连接的等效结构。SW始终打开,而SW(0)到SW(2-1)开关每次打开一个,这取决于从数据位解码的电阻位置。由于开关不理想,有一个30Ω的雨刮器电阻,R。雨刮器电阻是电源电压和温度的函数。电源电压越低或温度越高,产生的雨刮器电阻越高。如果需要准确预测输出电阻,用户应了解雨刮器电阻动态。

b182f125-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

可变电阻编程

端子W和端子之间RDAC的标称电阻端子B,RWB,具有25 kΩ和250 kΩ,具有1024个位置(10位分辨率)。零件号的最后几位决定了标称电阻值,例如,25 kΩ=24.4Ω;250 kΩ=244Ω。

对RDAC锁存器中的10位数据字进行解码,以选择1024个可能的设置之一。以下说明提供了25 kΩ部件不同代码下电阻RWB的计算。雨刮器的第一个连接从数据0x000的端子B开始。由于雨刮器电阻,RWB(0)为30Ω,且与标称电阻无关。第二个连接是第一个抽头点,数据0x001的RWB(1)变为24.4Ω+30Ω=54.4Ω。第三个连接是下一个抽头点,表示数据0x002的RWB(2)=48.8Ω+30Ω=78.8Ω,依此类推。每增加一个LSB数据值,雨刮器就会向上移动电阻梯,直到在RWB(1023)=25006Ω时达到最后一个分接头点。等效RDAC电路的简化图见图32。

b182f126-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

确定端子Bx和端子Wx之间编程输出电阻的一般公式是:

b182f127-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

其中:D是RDAC中包含的数据的十进制等价物登记。

RWB_NOM是标称电阻值

RW是雨刮器电阻。

b182f128-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

注意,在零刻度条件下,存在30Ω的有限雨刮器电阻。应注意将这种状态下W和B之间的电流限制在不超过20毫安,以避免内部开关退化或可能损坏。同一包装内,RWB-NOM在不同通道间的典型分布为±0.2%。设备对设备的匹配取决于±30%变化的最坏情况。然而,RWB在满标度下随温度的变化具有35ppm/℃的温度系数。

编程示例

下面的编程示例演示了ADN2850的各种特性的典型事件序列。说明及数据字格式见表8。SDI和SDO管脚处出现的指令号、地址和数据采用十六进制格式。

b182f129-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

RDAC的EEMEM值可以通过通电、敲击PR引脚或通过表16所示的两个命令来恢复。

b2c501ee-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

b2c501ef-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.pngb2c501f0-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

EVAL-ADN2850SDZ评价试剂盒

Analog Devices,Inc.提供一个用户友好的EVAL-ADN2850SDZ评估工具包,可由PC结合控制与数字信号处理器平台。驱动程序是自包含的;不需要编程语言或技能。

应用程序信息

增益控制补偿

数字电阻器通常用于增益控制,如图34所示的非旋转增益放大器。

b2c501f1-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

当RDAC B端寄生电容连接到运放非转换节点时,它为1/βO项引入一个零,其值为20 dB/dec,而典型的运放增益带宽乘积(GBP)具有-20 dB/dec特性。一个大的R2和有限的C1可以导致这个零点的频率远低于交叉频率。因此,闭合速率变为40db/dec,并且系统在交叉频率处具有0°相位裕度。如果输入是矩形脉冲或阶跃函数,则输出可以环形或振荡。同样,当在两个增益值之间切换时,它也可能会响;这相当于输入端的停止变化。

根据运算放大器GBP的不同,减小反馈电阻可能会将零的频率延长到足以克服该问题的程度。更好的方法是包括补偿电容C2,以消除C1引起的影响。当R1×C1=R2×C2时,出现最佳补偿。这不是一个选项,因为R2的变化。因此,可以使用先前的关系和比例C2,就像R2处于其最大值一样。当R2设置为低值时,这样做可能会过度补偿并损害性能。

或者,它可以在最坏的情况下避免振铃或振荡。对于关键应用,根据经验找到C2以适应振荡。一般来说,C2在几皮卡法拉到不超过十分之几皮卡法拉的范围内通常足以补偿。

类似地,W和A端电容被连接到输出端(未示出);它们在该节点上的影响较小,并且在大多数情况下可以避免补偿。

可编程低通滤波器

在模数转换(adc)中,通常包括抗混叠滤波器以限制采样信号的频带。因此,双通道ADN2850可用于构造二阶Sallen键低通滤波器,如图35所示。

b2c501f2-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

设计公式如下:

b2c501f3-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

首先,用户应该为电容器选择方便的值。为了获得最大平坦带宽,其中Q=0.707,让C1是C2大小的两倍,让R1等于R2。结果,用户可以将R1和R2同时调整到相同的设置以获得所需的带宽。

可编程振荡器

在经典的Wien桥振荡器中,Wien网络(R | | C,R'C')提供正反馈,而R1和R2提供负反馈(见图36)。

b2c501f4-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

在谐振频率fO处,总相移为零,正反馈使电路振荡。当R=R',C=C',R2=R2A/(R2B+RDIODE)时,振荡频率为:

b2c501f5-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

其中R等于RWA,因此:

b2c501f6-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

在共振时,设置R2/R1=2平衡电桥。实际上,R2/R1应设置为略大于2,以确保振荡可以启动。另一方面,二极管D1和D2的交替导通确保R2/R1小于2,瞬间稳定振荡。

当频率设定时,振荡幅度可以通过R2B来改变,因为:

b2c501f7-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

VO、ID和VD是相互依赖的变量。通过适当选择R2B,达到了VO收敛的平衡。R2B可以与离散电阻串联以增加振幅,但总电阻不能太大而使输出饱和。

在图35和图36中,频率调整要求两个RDAC同时调整到相同的设置。因为两个通道可以一次调整一个,所以会出现中间状态,这对于某些应用程序来说可能是不可接受的。当然,增量/减量指令(指令5、指令7、指令13和指令15)都可以使用。不同的设备也可以在菊花链模式下使用,这样部件可以同时编程到相同的设置。

用ADN2841校准光发射机

ADN2850与多速率2.7Gbps激光二极管驱动器ADN2841一起构成一个光学监控系统,在该系统中,双数字电阻器可用于设置激光平均光功率和消光比(见图37)。ADN2850具有分辨率高、温度系数高等特点,特别适合于光学参数的设置。

b2c501f8-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

ADN2841是一个2.7gbps的半导体激光器驱动器,它使用一种独特的控制算法来管理激光器在初始工厂校准后的平均功率和消光比。ADN2841通过连续监测激光的光功率并校正温度和激光随时间衰减引起的变化来稳定激光的数据传输。在ADN2841中,IMPD监测激光二极管电流。内部驱动器通过ADN2850的双环功率和消光比控制,通过校准ADN2850的双环功率和消光比,控制偏置电流、IBIA,进而控制平均功率。它还调节调制电流,IMODP,通过改变调制电流线性斜率效率。因此,激光阈值电流或斜率效率的任何变化都会得到补偿。因此,光学监控系统将激光特性化工作减至最少,因此,使设计人员能够应用来自多个光源的可比激光。

输入光功率监测

ADN2850配有一对匹配的二极管连接PNP,Q1和Q2,可用于配置输入光功率监测功能。对于参考电流源、仪表放大器,此功能可用于通过从以下关系中了解dc平均光电二极管电流来监测光功率:

b2c501f9-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

知道I=α×I,IC=αx I,Q-Q是匹配的,因此α和I是匹配的。结合方程式16和方程式17,理论上得出:

b2c501fa-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

式中:IS1和IS2为饱和电流。

V1,V2是二极管连接器晶体管的基发射电压。

VT是热电压,等于k×T/q(VT=26 mV,25°C时)

k是玻尔兹曼常数,1.38e-23焦耳/开尔文。

q是电子电荷,1.6e-19库仑。

T是开尔文的温度。

IPD是光电二极管电流。

IREF是参考电流。

图38显示了一个概念电路。

b2c501fb-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

输出电压表示平均输入光功率。由于光电二极管的响应度在器件之间发生变化,因此记录级的输出电压不必在器件之间精确。在对数放大器级之后显示一个运算放大器级,它补偿了温度上的V变化。

方程19是理想的。如果参考电流在室温下为1毫安,则特性表明在V和V之间存在额外的30毫伏偏移量。曲线拟合近似结果:

b2c501fc-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

这种偏移是由晶体管自加热和热梯度效应引起的。如图39所示,从0.1毫安到0.1毫安,近似值和实际性能范围之间的误差小于0%到-4%。

b2c501fd-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

电阻标度

ADN2850提供25 kΩ或250 kΩ的标称电阻。当用户需要较低的电阻但必须保持调整步骤的数量时,他们可以并联多个设备。例如,图40显示了并行两个RDAC通道的简单方案。为了每一步线性调整一半的电阻,用相同的设置同时编程两个RDAC。

b2c501fe-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

图40显示数字变阻器的变化是线性的。或者,在音频控制等应用中,通常首选伪对数锥度调整。图41显示了另一种类型的电阻缩放。在这种结构中,R2相对于R越小,电路的伪对数锥度特性就表现得越强。

b3ef53a8-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

方程近似为:

b3ef53a9-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

用户还应了解部件的公差匹配和温度系数匹配的需要。

电阻容限、漂移和温度系数不匹配

注意事项

在操作中,例如增益控制,数字电阻器和离散电阻器之间的公差不匹配会导致不同系统之间的重复性问题(见图42)。由于硅工艺的固有匹配性,双通道器件在这类应用中是可行的。因此,R1可以被数字电阻器的一个通道替换,并被编程为特定值。R2可用于调节增益。虽然增加了成本,但这种方法将R1和R2之间的公差和温度系数不匹配最小化。这种方法还跟踪阻力随时间的漂移。因此,这些不太理想的参数对系统变化的敏感性会降低。

b3ef53aa-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

RDAC电路仿真模型

内部寄生电容和外部电容负载控制着RDAC的交流特性。寄生模拟模型如图43所示。

b3ef53ab-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

以下代码提供了25 kΩRDAC的宏模型网络列表:

b3ef53ac-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

外形尺寸

b3ef53ad-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.pngb3ef53ae-693f-11ed-bcbe-b8ca3a6cb5c4.png

登录icspec成功后,会自动跳转查看全文
博客评论
还没有人评论,赶紧抢个沙发~
发表评论
说明:请文明发言,共建和谐网络,您的个人信息不会被公开显示。