數(shù)字校準(zhǔn)使自動(dòng)化測(cè)試變得容易;校準(zhǔn)常見(jiàn)問(wèn)題

本應(yīng)用說(shuō)明解釋了校準(zhǔn)使產(chǎn)品準(zhǔn)確、安全且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。它為制造業(yè)和公司提供了許多實(shí)實(shí)在在的好處。在討論了數(shù)字校準(zhǔn)的好處之后，本文回答了一些常見(jiàn)問(wèn)題解答。

介紹

測(cè)試和調(diào)整無(wú)處不在，以確保IC質(zhì)量。電子設(shè)備可以加速測(cè)試并使調(diào)整變得容易。

以上陳述用非常簡(jiǎn)單的術(shù)語(yǔ)講述了一個(gè)故事。校準(zhǔn)使產(chǎn)品準(zhǔn)確、安全且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。它允許制造商以具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格提供最佳設(shè)備。Maxim種類(lèi)繁多的數(shù)字校準(zhǔn)器件可實(shí)現(xiàn)快速的自動(dòng)化測(cè)試和調(diào)整。

電子校準(zhǔn)可以在許多方面降低成本。校準(zhǔn)為制造和母公司提供了幾個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)。它有助于確保零件符合制造公差。因此，公司可以指定更便宜的組件，減少測(cè)試時(shí)間，提高可靠性并降低保修成本。隨之而來(lái)的是客戶(hù)滿(mǎn)意度的提高、客戶(hù)退貨的減少和更快的產(chǎn)品交付。

數(shù)字控制校準(zhǔn)設(shè)備和電位計(jì)（電位器、DPot 和 CDPot）正在取代許多產(chǎn)品中的機(jī)械電位器。優(yōu)點(diǎn)是減少了測(cè)試時(shí)間和費(fèi)用，因?yàn)橄巳藶殄e(cuò)誤。數(shù)字校準(zhǔn)設(shè)備對(duì)振動(dòng)、灰塵、污垢和濕氣不敏感，這可能導(dǎo)致機(jī)械電位器故障。這種可靠性的提高可以減少產(chǎn)品責(zé)任問(wèn)題并提高產(chǎn)品安全性。此外，電子校準(zhǔn)設(shè)備的小尺寸有利于小型電路板布局和便攜式設(shè)備。

校準(zhǔn)電路常見(jiàn)問(wèn)題

什么是校準(zhǔn)設(shè)備？

校準(zhǔn)器件是具有可預(yù)測(cè)上電復(fù)位（POR）條件的可調(diào)部件。通常，POR會(huì)讀取存儲(chǔ)在器件非易失性（NV）存儲(chǔ)器中的值。POR為零、中量程或滿(mǎn)量程的替代器件也可用于選定的電路。

數(shù)字鍋如何工作？

數(shù)字電位計(jì)是一種固態(tài)器件，由一串電阻和一系列開(kāi)關(guān)組成（圖 1）。它模擬機(jī)械電位計(jì)，在給定時(shí)間只有一個(gè)游標(biāo)開(kāi)關(guān)接通。數(shù)字電位器通過(guò)SPI、? I2C或上/下數(shù)字接口進(jìn)行控制。

圖1.MAX5474/MAX5475 NV數(shù)字電位器具有超低溫度漂移。

圖 2 顯示了具有并行 n 溝道和 p 溝道 MOSFET 的典型模擬開(kāi)關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及該對(duì)的導(dǎo)通電阻（圖 3）。與開(kāi)關(guān)相比，DPot通常在較低的電壓下工作，但這說(shuō)明了這一概念。圖4是保護(hù)集成電路（IC）的簡(jiǎn)化典型靜電放電（ESD）結(jié)構(gòu)。游標(biāo)電容是單個(gè)導(dǎo)通開(kāi)關(guān)的電容，與關(guān)斷開(kāi)關(guān)的所有電容并聯(lián)。在圖4中，C部分是連接到所有三個(gè)電位器信號(hào)引腳的典型電路。這意味著電位器上的電壓需要在地電位以下0.3V和正電源引腳上方0.3V之間。

圖2.典型模擬開(kāi)關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3.導(dǎo)通電阻與 V在適用于圖 2 中的 n 溝道和 p 溝道 MOSFET。

圖4.用于保護(hù)IC的典型ESD結(jié)構(gòu)。

使用校準(zhǔn)的數(shù)字電位器時(shí)需要考慮什么？

雖然CDPot在工作期間消耗的電流非常小，但一定要用電容去耦電源。

在寫(xiě)入NV存儲(chǔ)器期間，將使用更多的電流。閱讀數(shù)據(jù)手冊(cè)，了解寫(xiě)入所需的電流量和時(shí)間。在斷開(kāi)電源之前，請(qǐng)注意留出足夠的時(shí)間完成寫(xiě)入。

游標(biāo)開(kāi)關(guān)很小，可降低電容;通過(guò)它們吸收電流會(huì)產(chǎn)生非線性。遵守?cái)?shù)據(jù)手冊(cè)中器件的電流限值，但請(qǐng)記住，最佳設(shè)計(jì)具有零游標(biāo)電流。

圖 5A 顯示了使用 CDPot 的最常見(jiàn)方法。最好在電位器的地端添加一個(gè)串聯(lián)電阻，因?yàn)檫@可以防止調(diào)節(jié)電位器，使負(fù)運(yùn)算放大器引腳處于地位。將負(fù)輸入接地可有效打開(kāi)反饋路徑。運(yùn)算放大器和電路雜散元件的開(kāi)環(huán)增益將導(dǎo)致運(yùn)算放大器振蕩。請(qǐng)記住，游標(biāo)電容也連接到運(yùn)算放大器的負(fù)輸入端。

游標(biāo)電容和電位電阻輸出的反饋部分形成一個(gè)低通濾波器極點(diǎn)。該濾波器通常低于幾百千赫茲。高于濾波器截止頻率，反饋路徑再次打開(kāi)，將發(fā)生振蕩。通過(guò)選擇增益帶寬低于濾波器截止頻率的運(yùn)算放大器，可以防止這種情況發(fā)生。電位器的帶寬可以擴(kuò)展，圖5B是一種替代設(shè)計(jì)，將電位器用作衰減器，后接增益級(jí)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是按比例使用電位器，即減小了端到端電阻容差的影響，提高了溫度系數(shù)。圖5C顯示游標(biāo)連接到運(yùn)算放大器的負(fù)輸入。通過(guò)將游標(biāo)連接到運(yùn)算放大器的輸出引腳來(lái)簡(jiǎn)單地反轉(zhuǎn)電位器是一種更好的設(shè)計(jì)，因?yàn)檫\(yùn)算放大器的輸出比輸入更能容忍游標(biāo)電容。

圖5.用于數(shù)字電位器的三個(gè)常用電路塊。

我可以在校準(zhǔn)電路中使用帶有易失性存儲(chǔ)器的器件嗎？

是的，但這取決于應(yīng)用程序。例如，許多系統(tǒng)都有一個(gè)處理器和主存儲(chǔ)器，用于在 POR 引導(dǎo)系統(tǒng)操作。此啟動(dòng)條件可以包括系統(tǒng)測(cè)試和校準(zhǔn)。來(lái)自啟動(dòng)測(cè)試的值或先前記憶的值可以寫(xiě)入POR可調(diào)設(shè)備中的易失性存儲(chǔ)器。

如何指定校準(zhǔn)部件？

Maxim在常用首字母縮略詞之前添加了用于校準(zhǔn)的C。CDPot是一個(gè)校準(zhǔn)數(shù)字電位器。華助會(huì)是一種校準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器。CRef 是校準(zhǔn)基準(zhǔn)電壓源。E2CRef是Maxim獨(dú)有的EEPROM基準(zhǔn)電壓源。E2CRef使用數(shù)字無(wú)限采樣保持電路存儲(chǔ)電壓。切換單個(gè)引腳以 11 位精度復(fù)制輸出上的輸入電壓。

審核編輯：郭婷