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特征
单通道，1024位置分辨率20 kΩ标称电阻；校准的1%标称电阻公差（电阻性能模式）；变阻器模式温度系数：35 ppm/℃；分压器温度系数：5ppm/℃；单电源操作：9 V至33 V双电源操作：？9 V至？6.5 V SPI兼容串行接口雨刮器设置回读。
应用
机械电位计的更换；仪器：增益和偏移调整；可编程电压电流转换；可编程滤波器、延迟和时间常数；可编程电源；低分辨率DAC替换；传感器校准。
一般说明
AD5293是一个单通道1024位数字电位计，端到端电阻误差小于1%。AD5293具有与机械电位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。该装置能够在高压下运行，并支持在±10.5 V至±15 V下的双电源运行和在21 V至30 V下的单电源运行。
1、在本数据表中，数字电位器和RDAC这两个术语可以互换使用。
AD5293提供业界领先的低电阻公差误差保证值为±1%，标称温度系数为35 ppm/℃。低电阻公差特性简化了开环应用以及精度校准和公差匹配应用。
AD5293是一个紧凑的14铅TSSOP包。该部件保证在扩展的工业温度范围内（从-40°C到+105°C）工作。
接口定时规范
VDD=VSS=±15 V，VLOGIC=2.7 V至5.5 V，以及8722;40°C<TA<+105°C。除非另有说明，否则所有规格为TMIN至TMAX。
1、所有输入信号用tR=tF=1ns/V（VDD的10%至90%）指定，并从（VIL+VIH）/2的电压电平开始计时。
2、最大SCLK频率=50 MHz。
3、有关RDAC寄存器命令操作，请参阅t12和t13。4 RPULL_UP=2.2 kΩ至VLOGIC，电容负载为168 pF。5典型电源电压转换率为2 ms/V。
时序图
绝对最大额定值
TA=25°C，除非另有说明。
1、最大终端电流由开关的最大电流处理、封装的最大功耗和最大-在给定电阻下，在A、B和W端子的任意两个上施加的最大电压。
2、d=脉冲占空比。
高于绝对最大额定值的应力可能会对设备造成永久性损坏。这仅是一个应力额定值；设备在本规范操作章节所述条件或以上任何其他条件下的功能操作并不意味着。长期暴露在绝对最大额定条件下可能会影响设备的可靠性。
热阻
θJA是为最坏情况而指定的，即焊接在用于表面安装封装的电路板中的设备。
1、JEDEC 2s2p测试板，静止空气（从0 m/sec到1 m/sec气流）。
典型性能特征
测试电路
图26到图31定义了规范部分中使用的测试条件。
操作理论
AD5293数字电位器被设计成一个真正的可变电阻，用于模拟信号，模拟信号保持在VSS<VTERM<VDD的终端电压范围内。获得专利的±1%电阻公差特性有助于将总RDAC电阻误差降至最低，从而通过提供更好的绝对匹配和改进的开环性能来降低总体系统误差。数字电位计雨刮器位置由RDAC寄存器内容决定。RDAC寄存器用作草稿行寄存器，允许根据需要进行多个值更改，以将电位计雨刮器放置在正确的位置。RDAC寄存器可以通过标准串行外围接口（SPI）通过加载16位数据字进行任意位置设置编程。
串行数据接口
AD5293包含一个串行接口（SYNC、SCLK、DIN和SDO），该接口与SPI标准以及大多数DSP兼容。该设备允许通过SPI将数据写入每个寄存器。
移位寄存器
AD5293移位寄存器宽16位（见图2）。16位数据字由两个未使用的位组成，这两个位设置为0，然后是四个控制位和10个RDAC数据位。数据首先加载MSB（位DB15）。四个控制位决定软件命令的功能（见表8）。图3显示了典型写入序列的时序图。
写入序列开始时将同步线调低。同步管脚必须保持低位，直到从DIN管脚加载完整的数据字。当SYNC返回high时，串行数据字根据表8中的指令进行解码。指令位（Cx）控制数字电位器的操作。数据位（Dx）是加载到解码寄存器中的值。AD5293具有一个内部计数器，该计数器对16位（每帧）的倍数进行计数，以便正确操作。例如，AD5293可以处理32位字，但不能正确处理31位或33位字。AD5293不需要持续的SCLK，当同步度高时，所有接口管脚都应在靠近电源轨的地方操作，以尽量减少数字输入缓冲区的功耗。
RDAC寄存器
RDAC寄存器直接控制数字电位计雨刮器的位置。例如，当RDAC寄存器加载所有0时，雨刮器连接到可变电阻器的端子B。RDAC寄存器是一个标准逻辑寄存器；对允许的更改数量没有限制。RDY引脚可用于监视对RDAC寄存器的写入或读取的完成情况。AD5293在通电时预设为中刻度。
写保护
通电时，RDAC寄存器的串行数据输入寄存器写入命令被禁用。控制寄存器（见表9和表10）的RDAC写保护位C1默认设置为0。这将禁用对RDAC寄存器内容的任何更改，而不考虑软件命令，除了可以使用软件重置命令（命令3，见表8）或通过硬件使用重置管脚将RDAC寄存器刷新到中刻度。要启用可变电阻器雨刮器位置的编程（编程RDAC寄存器），必须首先对控制寄存器的写保护位C1进行编程med。这是通过用命令4加载串行数据输入寄存器来实现的。
基本操作
设置可变电阻雨刮器位置的基本模式（对RDAC寄存器进行编程）是通过使用命令1（见表8）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。RDY管脚可用于监视此RDAC寄存器写入命令的完成情况。命令2可用于读取RDAC寄存器的内容（见表8）。发出readback命令后，可以监视RDY管脚，以指示在下一个SPI操作中何时可以在SDO上读取数据。在执行写或读命令时，可以实现最小延迟，而不是监视RDY管脚（见表3）。表7提供了一个串行数据输入（DIN）字序列的示例列表，串行数据输出以十六进制格式出现在SDO引脚上，用于RDAC的读写。
关机模式
通过执行软件关机命令（见表8中的命令6），然后将LSB设置为1，可以将AD5293置于关机模式。此功能使RDAC处于一种特殊状态，在这种状态下，端子a开路，雨刮器W连接到端子B。进入关机模式，RDAC寄存器的内容保持不变。但是，在关闭模式下，表8中列出的所有命令都受支持。
重置
硬件重置管脚从低到高的转换将加载具有中刻度的RDAC寄存器。AD5293也可以通过执行命令3（见表8）通过软件复位。使用默认设置还原控制寄存器（见表10）。
电阻性能模式
此模式激活了一个新的、获得专利的1%端到端电阻公差，确保每个代码上的电阻公差为±1%，即代码=半刻度，RWB=10 kΩ±100Ω。请参阅表2以验证哪些代码达到了电阻公差的±1%。电阻器性能模式由控制寄存器的编程位C2激活（见表9和表10）。典型的沉降时间如图23所示。
菊花链操作
串行数据输出引脚（SDO）有两个用途。它可以使用命令2（见表8）读取雨刮器设置的内容，也可以用于菊花链连接多个设备。
其余指令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所需的端口引脚数量最小化。
SDO引脚包含一个开漏N沟道FET，如果使用此功能，则需要一个上拉电阻器。如图32所示，一个包的SDO管脚必须与下一个包的DIN管脚相连。用户可能需要增加时钟周期，因为在SDO/DIN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AD5293设备采用菊花链连接时，需要32位数据。前16位进入U2，后16位进入U1。同步管脚应保持在低位，直到所有32位都进入各自的串行寄存器。然后将同步管脚拉高以完成操作。
RDAC体系结构
为了获得最佳的成本性能，模拟设备公司为所有数字电位器的RDAC分段结构申请了专利。特别是，AD5293采用三阶段分割方法，如图33所示。AD5293雨刮器开关采用传输门CMOS拓扑结构，门电压由VDD导出。
可变电阻编程
变阻器操作-1%电阻公差
当只有两个端子时，AD5293在变阻器模式下工作-NAL用作可变电阻器。未使用的终端可以是左浮动或可以绑定到W端子，如图34所示。
端子A和端子B（RAB）之间的标称电阻为20 kΩ，有1024个抽头点，可通过雨刮器端子接入。RDAC锁存器中的10位数据被解码，以选择1024个可能的雨刮器设置之一。AD5293包含一个内部±1%电阻公差校准功能，可通过控制寄存器的编程位C2（见表9和表10）启用或禁用（默认启用）。
对W端子和A端子RWA以及W端子和B端子RWB之间的数字编程输出电阻进行校准，以在整个电源和温度范围内给出最大±1%的绝对电阻误差。因此，确定W端子和B端子之间数字编程输出电阻的一般公式是：
其中：D是加载在10位RDAC寄存器中的二进制代码的十进制等效值；RAB是端到端的阻力。
与机械电位器类似，W端子和A端子之间的RDAC的电阻也产生数字控制的互补电阻RWA。RWA也被校准以给出最大1%的绝对电阻误差。RWA从最大电阻值开始，随着加载到锁存器中的数据的增加而减小。这个操作的一般方程式是：
其中：D是加载在10位RDAC寄存器中的二进制代码的十进制等效值；RAB是端到端的阻力。
在零标度条件下，存在120Ω的有限总雨刮电阻。无论部件工作的设置如何，都应注意将A端子和B端子之间、W端子和A端子之间以及W端子和B端子之间的电流限制为最大持续电流±3毫安或表4中规定的脉冲电流。否则，可能会导致内部开关触点退化或损坏。
对电位计分压器编程
电压输出操作
数字电位器很容易在雨刮器到B端子和雨刮器到a端子处生成与a到B的输入电压成比例的分压器，如图35所示。与VDD到GND的极性（必须为正）不同，A到B、W到A和W到B之间的电压可以是任意极性。
如果为了简单起见忽略雨刮器电阻的影响，将A端子连接到30 V，B端子连接到接地，则会在雨刮器W到端子B处产生从0 V到30 V-1 LSB的输出电压。每个电压的LSB等于施加在A端子和B端子上的电压除以电位计分压器的1024个位置。对于施加在端子A和端子B上的任何有效输入电压，定义VW输出电压相对于接地的一般方程式为：
为了在分压器模式下优化雨刮器位置更新率，建议通过控制寄存器的编程位C2禁用内部±1%电阻公差校准功能（见表9和表10）。
数字电位器在分压器模式下的操作会导致更精确的超温操作。与在变阻器模式下不同，输出电压主要取决于内部电阻RWA和RWB的比值，而不是绝对值。因此，温度漂移降低到5ppm/℃。
外电容器
在AD5293通电和整个运行过程中，接地的1μF电容器必须连接到外部盖脚（见图36）。该电容器的额定电压必须≥7 V。
终端电压工作范围
AD5293的正VDD和负VSS电源定义了正确的3端数字电位器操作的边界条件。A、B和W端子上出现的超过VDD或VSS的电源信号被内部正向偏置二极管钳制（见图37）。
AD5293的接地引脚主要用作数字接地参考。为了最大限度地减小数字接地弹跳，AD5293接地引脚应远程连接到公共接地。AD5293的数字输入控制信号必须参考设备接地引脚（GND），以满足规范章节中定义的逻辑电平。
上电顺序
由于有二极管限制A、B和W端子处的电压符合性（见图37），因此在向A、B和W端子施加任何电压之前，必须首先为VDD和VSS供电。否则，二极管正向偏置，使得VDD和VSS无意中通电。理想的通电顺序是GND、VSS、VLOGIC、VDD、数字输入，然后是VA、VB和VW。启动VA、VB、VW和数字输入的顺序并不重要，只要它们在图36。外盖销的硬件设置VDD、VSS和VLOGIC。
无论电源的通电顺序和斜坡速率如何，通电预设在VLOGIC通电后激活，将中刻度恢复到RDAC寄存器。
应用程序信息
高压DAC
AD5293可以配置为高电压DAC，输出电压高达33V。电路如图38所示。输出是：
其中是0到1023之间的十进制代码。
带升压输出的可编程电压源
对于需要大电流调整的应用，例如激光二极管或可调谐激光器，可以考虑使用升压电源（见图39）。
在该电路中，运算放大器的反向输入迫使VOUT等于数字电位器设置的雨刮器电压。负载电流随后由电源通过N通道FET（U3）传输。N通道FET功率处理必须足以耗散（VIN-VOUT）×IL功率。该电路可以用33伏电源供电，最大电流为100毫安。
高精度数模转换器
通过在特定的降低电压范围内优化设备的分辨率，可以将AD5293配置为高精度DAC。这是通过在RDAC的任一侧放置外部电阻来实现的，如图40所示。改进的±1%电阻公差规范大大减少了与离散电阻匹配相关的误差。
可变增益仪表放大器
如图41所示，AD8221与AD5293和ADG1207一起构成了用于数据采集系统的优秀仪表放大器。数据采集系统具有低失真、低噪声的特点，能够在各种模数转换器前对信号进行调理。
增益可使用方程式6计算，如下所示：
音频音量控制
AD5293优良的THD性能和高电压性能使其成为数字音量控制的理想选择。AD5293用作音频衰减器；它可以直接连接到增益放大器。在任何时候音量水平的大的阶跃变化都可能导致音频信号的突然中断，从而导致可听见的拉链噪声。为了防止这种情况，可以在同步线上插入一个过零窗口检测器，以延迟设备更新，直到音频信号穿过窗口。因为输入信号可以在任何直流电平上工作，而不是绝对的0V电平，所以在这种情况下过零意味着信号是交流耦合的，而直流偏移电平是信号的零参考点。
减少拉链噪音的配置如图42所示，使用该配置的结果如图43所示。
输入由C1进行交流耦合，并在输入由U2、U3和U4B形成的窗口比较器之前衰减。U6用于将信号建立为零参考。比较器的上限设置在其偏移量之上，因此，在本例中，每当输入在2.502v和2.497v（或0.005v窗口）之间时，输出脉冲高。该输出与芯片选择信号一起使用，以便AD5293在信号穿过窗口时更新。为了避免设备的不断更新，芯片选择信号应编程为两个脉冲，而不是一个。
在图43中，较低的记录道显示，当信号在过零窗口附近发生变化时，音量级别从四分之一刻度变为满刻度。
外形尺寸
