MAX1452/MAX1455為高精度、低成本信號調理器,可工作在數字模式用于系統級制造,模擬模式工作用于正常工作。在應用電路中,取決于用于為 V 供電的電源的驅動能力DD引腳,則存在 (a) 器件在數字模式下啟動的可能性,當打算以模擬模式啟動時,(b) 輸出噪聲過大,以及 (c) V 上沒有足夠的電壓DDF實現可靠的 EEPROM 操作。以下應用筆記建議在應用電路中增加單個元件以解決這些問題,從而提高制造良率和產品可靠性。
描述
MAX1452/MAX1455為高精度、低成本信號調理器,工作在兩種模式:數字模式用于系統級制造,模擬模式用于正常工作。MAX1452/MAX1455包含上電復位(POR)電路,確保片內數字邏輯和狀態機在上電時和掉電事件后初始化到適當的條件。該 POR 檢測電源電壓并將邏輯保持在初始化狀態,直到電源電壓達到所需的工作電平。MAX1452/MAX1455采用兩路電源輸入:(1) VDD,為內部邏輯和模擬電路供電,以及 (2) VDDF,為片上EEPROM存儲器電路供電。在系統級別,VDD和 VDDF直接或通過電阻器連接在一起(如下所述)。
在典型的應用電路中,V上有一個RC電路DDF引腳(R 在 V 之間DD和 VDDF和 V 之間的 CDDF和GND)。RC濾波器是必需的,因為由于成本和空間限制,選擇的V型DD電源通常具有有限的驅動能力,而 VDD在EEPROM操作期間無法保持水平。由于這種有限的驅動能力,在制造和/或操作過程中可能會出現潛在問題。其中一個問題是以錯誤的模式啟動——如果出現問題,輸出將以數字模式啟動,而不是以模擬模式啟動。這通常是因為 VDDF將嚴重滯后 VDD并導致閃存中控制位置的讀取不可靠。第二個問題是V上的紋波引起的輸出噪聲DD這可以耦合到輸出。最后,EEPROM電池充電可能會在寫入操作后受到影響。在 V 的應用中DD選擇具有足夠電流能力的電源,這些問題都不會存在。
背景
MAX1452/MAX1455集成EEPROM,用于存儲校準系數和器件配置信息。根據執行的EEPROM操作,從V汲取的電流DDF電源電流為 7mA 至 25mA。激活時,EEPROM 具有三種操作模式:讀取、寫入和擦除。寫入和擦除操作在模塊制造期間用于校準和測試(在數字模式下)。制造后,設備被鎖定(切換到模擬模式),僅執行讀取操作。需要注意的是,寫入和擦除操作的高電流水平僅在制造過程中發生,在應用電路設計中不需要考慮它們。
在制造業中,EEPROM操作可以從V吸收約25mA電流DDF在校準和測試期間。擦除操作在 1μs 內消耗 25mA 電流,然后消耗 16mA 電流,持續 5ms。寫操作在 1μs 內消耗 25mA 電流,然后在 80μs 內消耗 16mA 電流。
在正常工作期間,每 1ms 有 10 次 EEPROM 讀取操作來加載或刷新系數和配置寄存器。每個讀取操作在1μs內消耗7mA電流,在1μs內不消耗電流。結果是每 1ms 發生 10 次緊密間隔的讀取操作的突發,導致 V 上的有效平均電流消耗較低DDF.
在MAX1452/MAX1455應用中,VDD電源尺寸必須適當,以提供EEPROM操作所需的電流(特別是在4-20mA應用的情況下)。如果沒有足夠的電流源,VDDF和 VDD電壓可能降至 4.5V 的最低保證工作電壓以下。
當內部EEPROM在MAX1452/MAX1455正常工作模式下執行讀取操作時,電壓紋波為V。DDF可能發生。在弱V的情況下DD電源,這些電壓紋波可以耦合到VDD,產生不需要的輸出噪聲。芯片的獨立VDD和 VDDF電源引腳允許用戶應用在 V 上集成外部 RC 濾波DDF電源引腳可減少不必要的噪聲耦合。但是,在選擇RC濾波器值時需要考慮許多因素。R 的值必須足夠大,以防止 V 上的電流尖峰DD在EEPROM操作期間。R 也必須足夠小以允許 VDDF密切跟蹤 VDD初始啟動期間的電壓,以防止任何啟動問題。當然,C的選擇也很重要,R和C值是最優組合的。但是,在這種情況下,最佳值可能無法解決所有問題。
添加一個二極管以解決弱V引起的問題DD供應
在 V 上使用 RC 濾波器DDF為了改善輸出噪聲而不會受到不良后果的影響,可以在V之間添加一個肖特基二極管DD和 VDDF與RC濾波器的R并聯(圖1)。該肖特基二極管的正向電壓必須小于寄生二極管的正向電壓,介于V之間DD和GND,并且也足夠大,使其不會在產品的最高工作溫度下導電。BAT54肖特基二極管在+25°C時正向電壓為300mV,已經過測試,證明適合此應用。這樣的二極管在V之間DD和 VDDF導致以下改進:
解決啟動問題。該二極管允許VDDF跟蹤 VDD電壓非常接近——只有一個二極管壓降(<300mV)。因此,當POR信號釋放時,VDDF電壓處于適當的水平,以正確讀取EEPROM中的控制位置,從而以正確的工作模式啟動。
降低輸出噪聲。加上二極管,可以使用更大的C值(至少需要0.47μF來維持V。DDF讀取操作中高電流消耗期間的水平)和R(通常為1kΩ)。可以使用較大的 RC 值,而不會在啟動時引起問題。無論RC濾波器時間常數如何,VDD和 VDDF始終只有一個二極管壓降(<300mV)。如果沒有二極管,在讀取操作期間,太大的C值會導致V的較大延遲DDF斜坡,并可能導致啟動問題。此外,C 值太小會導致 V 變大DD通過輸出傳播的尖峰,導致不需要的輸出噪聲。
改進了寫入 EEPROM 時的 EEPROM 電池充電。出現這種改進是因為 VDDF電平仍高于所需的最小值 4.5V (VDD= 5V)始終如此。
圖1.MAX1452的典型應用電路還包括一個肖特基二極管,用于處理V電壓DD電源驅動限制。
審核編輯:郭婷
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