带运算放大器的数字电位器DS1667
2引脚排列及说明
VCC+5V电源
GND地
L0、L1电位器低端
DQ串口输入/输出端
H0、H1电位器高端
CLK串口时钟输入端
W0、W1电位器游标端
COUT级联的串口输出端
VB运算放大器的负电源端
NINV0、NINV1运算放大器同相输入端
SOUT堆栈结构的游标输出端
INV0、INV1运算放大器反相输入端
RST串口复位输入端
OUT0、OUT1运算放大器输出端
3主要特点
这种数字电位器的主要特点如下:
·两个用数字控制的256位电位器
·串口为两只电位器提供置位和读出的方式
·两只电位器串联起来可提供附加分辨率
·上电时游标的缺省位置为电阻器阻值的1/2位置处
·电位器两端点之间电阻元件的温度补偿可以达到±20%
·两个高增益的宽带运算放大器
·低功耗的CMOS设计
·应用模/数转换和数/模转换、可变频率的振荡器、可变增益的放大器等
·20引脚双列直插(DIP)封装,20引脚的SOIC表面贴装
·工作温度范围:0℃~70℃
·电阻器的阻值电阻器的阻值分辨率-3dB点
DS1667-1010Ω39Ω1.1MHz
DS1667-5050Ω195Ω200.0kHz
DS1667-100100Ω390Ω100.0kHz
4数字电位器部分的工作原理
DS1667数字电位器部分的原理框图如图2所示,由图2可知,DS1667包含两个电位器,每个电位器有各自的游标,它由一个包含在8位寄存器中的数值来设定。每一个电位器由256个阻值相等的电阻器组成,相互间以及和最末端电阻器之间是以抽头连接的。
另外,电位器可以用串联的形式堆积起来,也就是说,电位器0的高端连接到电位器1的低端,作为堆栈电位器,堆栈选择位用来选择哪个电位器的游标将出现在多路输出端SOUT。如果0写进堆栈多路输出分配器,将连接游标0到SOUT引脚。这个游标将决定从堆栈电位器底部的256个抽头中选择哪一位。如果1被写进堆栈多路输出分配器,将选择游标1,堆栈电位器上部的256个抽头中的其中之一连接到SOUT引脚。
通过17位I/O移位寄存器,数据可以从游标0和游标1寄存器以及堆栈选择位中读出或写入。I/O移位寄存器是3线串行口负载,而3线串行口由RST、DQ和CLK组成。它通过传送17位数而修改数据。只有当RST输入高电平时,才允许通过DQ引脚串行写入数据。在RST端变为低电平以前,电位器总保持以前的数值不变。当RST变为低电平后,电位器的数值才会改变,当RST输入为低电平时,DQ和CLK输入不起作用。
当RST是高电平时,CLK输入端由低到高转变,有效数据被写进I/O移位寄存器。无论时钟输入是高电平还是低电平,DQ引脚的输入数据都可以改变,而只有满足设置要求时DQ引脚的数值才被送入移位寄存器。数据写入总是以堆栈选择位的数值开始的。送入的下一个8位是规定电位器1的游标设定数值,这8位数据的最高有效位首先送出,接下来的8位是规定电位器0的游标的设定数值,首先送出的也是最高有效位。送入的第17位数据,是游标0设定的最低有效位。如果写进的数据少于17位数,电位器设置的数值将是被写进的数据加上以前未转换的保留位。如果写进的数据大于17位,最后的17位数据留在移位寄存器中。因此,如果送进的数据不是17位,将导致电位器设置不准确。
当多位数据被写进移位寄存器时,以前的数据通过级联串行口引脚COUT逐位移出,通过连接一个DS1667的COUT到另一个DS1667的DQ引脚,多个电位器能象链子一样串接在一起,如图3所示。
读数据时,DQ引脚处于悬浮状态。当RST保持低电平时,位17总是出现在COUT引脚,它通过电阻器反馈回DQ引脚(如图4),该数据通过读设备读出。RST引脚变成高电平则启动数据的传送。CLK输入端从低到高转变时,位17被送进I/O移位寄存器的第一位,位16出现在COUT引脚和DQ引脚。当17位全部传送完后,数据已完全移至初始位置。当RST变回低电平以结束数据传送时,数据(类似于读发生以前的数值)被送进游标0、游标1的寄存器和堆栈选择位。
对于DS1667,每次加电应用时,电位器的游标设置在一半的位置,堆栈选择位设置在零点。
5运算放大器
DS1667包含两个理想运算放大器,它的工作电压是5V或±5V(如图1),内部电阻分压器设定运算放大器的内部参考值是两个供电电源的平均值,即(VDD+VB)/2。为了得到最佳工作特性,选择该值作为模拟地参考值。
6DS1667的参数
(1)极限工作条件
任意引脚相对地的电压:-0.5V~7.0V
VB=5.5V时,电阻器引脚电压:-5.5V~7.0V
VB的电压:-5.5V~地
工作温度:0℃~70℃
贮存温度:-55℃~125℃
焊接温度:260℃(10秒钟)
(2)电位器的推荐DC工作条件
表1示出电位器的工作条件,温度范围为0℃~70℃。
表1电位器的DC工作条件
参数 | 符号 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
---|---|---|---|---|---|
正极电压 | VCC | +4.5 | 5.0 | 5.5 | V |
输入逻辑1 | VHI | 2.0 | VCC+0.5 | V | |
输入逻辑0 | VIL | -0.5 | +0.8 | V | |
负极电压 |
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