帶運算放大器的數字電位器DS1667
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2引腳排列及說(shuō)明
VCC＋5V電源
GND地
L0、L1電位器低端
DQ串口輸入/輸出端
H0、H1電位器高端
CLK串口時(shí)鐘輸入端
W0、W1電位器游標端
COUT級聯(lián)的串口輸出端
VB運算放大器的負電源端
NINV0、NINV1運算放大器同相輸入端
SOUT堆棧結構的游標輸出端
INV0、INV1運算放大器反相輸入端
RST串口復位輸入端
OUT0、OUT1運算放大器輸出端
3主要特點(diǎn)
這種數字電位器的主要特點(diǎn)如下：
·兩個(gè)用數字控制的256位電位器
·串口為兩只電位器提供置位和讀出的方式
·兩只電位器串聯(lián)起來(lái)可提供附加分辨率
·上電時(shí)游標的缺省位置為電阻器阻值的1/2位置處
·電位器兩端點(diǎn)之間電阻元件的溫度補償可以達到±20％
·兩個(gè)高增益的寬帶運算放大器
·低功耗的CMOS設計
·應用模/數轉換和數/模轉換、可變頻率的振蕩器、可變增益的放大器等
·20引腳雙列直插（DIP）封裝，20引腳的SOIC表面貼裝
·工作溫度范圍：0℃～70℃
·電阻器的阻值電阻器的阻值分辨率－3dB點(diǎn)
DS1667－1010Ω39Ω1.1MHz
DS1667－5050Ω195Ω200.0kHz
DS1667－100100Ω390Ω100.0kHz
4數字電位器部分的工作原理
DS1667數字電位器部分的原理框圖如圖2所示，由圖2可知，DS1667包含兩個(gè)電位器，每個(gè)電位器有各自的游標，它由一個(gè)包含在8位寄存器中的數值來(lái)設定。每一個(gè)電位器由256個(gè)阻值相等的電阻器組成，相互間以及和最末端電阻器之間是以抽頭連接的。
另外，電位器可以用串聯(lián)的形式堆積起來(lái)，也就是說(shuō)，電位器0的高端連接到電位器1的低端，作為堆棧電位器，堆棧選擇位用來(lái)選擇哪個(gè)電位器的游標將出現在多路輸出端SOUT。如果0寫(xiě)進(jìn)堆棧多路輸出分配器，將連接游標0到SOUT引腳。這個(gè)游標將決定從堆棧電位器底部的256個(gè)抽頭中選擇哪一位。如果1被寫(xiě)進(jìn)堆棧多路輸出分配器，將選擇游標1，堆棧電位器上部的256個(gè)抽頭中的其中之一連接到SOUT引腳。
通過(guò)17位I/O移位寄存器，數據可以從游標0和游標1寄存器以及堆棧選擇位中讀出或寫(xiě)入。I/O移位寄存器是3線(xiàn)串行口負載，而3線(xiàn)串行口由RST、DQ和CLK組成。它通過(guò)傳送17位數而修改數據。只有當RST輸入高電平時(shí)，才允許通過(guò)DQ引腳串行寫(xiě)入數據。在RST端變?yōu)榈碗娖揭郧?，電位器總保持以前的數值不變。當RST變?yōu)榈碗娖胶?，電位器的數值才?huì )改變，當RST輸入為低電平時(shí)，DQ和CLK輸入不起作用。
當RST是高電平時(shí)，CLK輸入端由低到高轉變，有效數據被寫(xiě)進(jìn)I/O移位寄存器。無(wú)論時(shí)鐘輸入是高電平還是低電平，DQ引腳的輸入數據都可以改變，而只有滿(mǎn)足設置要求時(shí)DQ引腳的數值才被送入移位寄存器。數據寫(xiě)入總是以堆棧選擇位的數值開(kāi)始的。送入的下一個(gè)8位是規定電位器1的游標設定數值，這8位數據的最高有效位首先送出，接下來(lái)的8位是規定電位器0的游標的設定數值，首先送出的也是最高有效位。送入的第17位數據，是游標0設定的最低有效位。如果寫(xiě)進(jìn)的數據少于17位數，電位器設置的數值將是被寫(xiě)進(jìn)的數據加上以前未轉換的保留位。如果寫(xiě)進(jìn)的數據大于17位，最后的17位數據留在移位寄存器中。因此，如果送進(jìn)的數據不是17位，將導致電位器設置不準確。
當多位數據被寫(xiě)進(jìn)移位寄存器時(shí)，以前的數據通過(guò)級聯(lián)串行口引腳COUT逐位移出，通過(guò)連接一個(gè)DS1667的COUT到另一個(gè)DS1667的DQ引腳，多個(gè)電位器能象鏈子一樣串接在一起，如圖3所示。
讀數據時(shí)，DQ引腳處于懸浮狀態(tài)。當RST保持低電平時(shí)，位17總是出現在COUT引腳，它通過(guò)電阻器反饋回DQ引腳（如圖4），該數據通過(guò)讀設備讀出。RST引腳變成高電平則啟動(dòng)數據的傳送。CLK輸入端從低到高轉變時(shí)，位17被送進(jìn)I/O移位寄存器的第一位，位16出現在COUT引腳和DQ引腳。當17位全部傳送完后，數據已完全移至初始位置。當RST變回低電平以結束數據傳送時(shí)，數據（類(lèi)似于讀發(fā)生以前的數值）被送進(jìn)游標0、游標1的寄存器和堆棧選擇位。
對于DS1667，每次加電應用時(shí)，電位器的游標設置在一半的位置，堆棧選擇位設置在零點(diǎn)。
5運算放大器
DS1667包含兩個(gè)理想運算放大器，它的工作電壓是5V或±5V（如圖1），內部電阻分壓器設定運算放大器的內部參考值是兩個(gè)供電電源的平均值，即（VDD＋VB）/2。為了得到最佳工作特性，選擇該值作為模擬地參考值。
6DS1667的參數
?。?）極限工作條件
任意引腳相對地的電壓：－0.5V～7.0V
VB=5.5V時(shí)，電阻器引腳電壓：－5.5V～7.0V
VB的電壓：－5.5V～地
工作溫度：0℃～70℃
貯存溫度：－55℃～125℃
焊接溫度：260℃（10秒鐘）
?。?）電位器的推薦DC工作條件
表1示出電位器的工作條件，溫度范圍為0℃～70℃。
表1電位器的DC工作條件
| 參數 | 符號 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 正極電壓 | VCC | ＋4.5 | 5.0 | 5.5 | V |
| 輸入邏輯1 | VHI | 2.0 | VCC＋0.5 | V | |
| 輸入邏輯0 | VIL | －0.5 | ＋0.8 | V | |
| 負極電壓 |
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