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(AD5422 16ビットシリアル入力DACに基づく定電流源の設計)

Posted by: Yoyokuo 2021-12-03 (AD5422 16ビットシリアル入力DACに基づく定電流源の設計) はコメントを受け付けていません

「「Analog Devices AD5422 16ビットシリアル入力DACは、電圧出力または電流出力として設定できます。 DACと通信して可変出力を生成するには、データSERDES(シリアライザー/デシリアライザー)が必要です。 ただし、設計で一定の4mA出力が必要な場合は、2つのフリップフロップを使用してデバイスを設定し、機械式キースイッチS1を使用してテストできます(図1)。

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Analog Devices AD5422 16ビットシリアル入力DACは、電圧出力または電流出力として設定できます。 DACと通信して可変出力を生成するには、データSERDES(シリアライザー/デシリアライザー)が必要です。 ただし、設計で一定の4mA出力が必要な場合は、2つのフリップフロップを使用してデバイスを設定し、機械式キースイッチS1を使用してテストできます(図1)。

AD542216ビットシリアル入力DACに基づく定電流源の設計

図1S123を押して放した後、DACは4mAの連続電流出力を生成します

AD5422のプログラミングは24ビット長のワードを使用し、上位8ビットは制御レジスタのアドレスを構成し、下位16ビットはDACの出力範囲、スルーレートステップ長、およびスルーレートクロックを設定します(表1)。 24ビット0101をAD5422に書き込みます。 .. 01形式で、同時に選択した電流間隔の一番下、つまり出力電流ピン(ピン19)で4mA〜20mAに設定します。 AD5422内部シフトレジスタのデータは、ラッチ信号(ピン7)のロー-ハイ遷移のたびにデータレジスタにシフトされます。 IC1の電源を入れてから23回目にスイッチを押して放すと、デバイスはこの連続的に交番するコードシーケンスを制御コマンドに解釈します。 このシーケンスの後、SCLK信号はアイドル状態のままになります(図2)。

AD542216ビットシリアル入力DACに基づく定電流源の設計

図2制御命令シーケンスは少なくとも23クロック幅ですが、代替ビット形式を簡単に生成できます

フリップフロップFF1は、必要な交互シーケンスを生成するためのよく知られた2分周カウンタとして構成されています。 キースイッチを手動で押して離すと、SCLK信号を生成できます。 回路にはクリーンなSCLKロジック信号が必要であり、そのレベル変換は数十ナノ秒を超えないため、ここでは除細動器を使用する必要があります。 FF2は、ボタンによって生成される信号のチャタリングを排除するための非同期セット/リセットトリガーとして使用されます。

回路が正常に動作するためには、SCLKのローハイ遷移後、ラッチ信号の効果的なローハイ遷移が少なくとも13ns発生する必要があります。 SN74HC74レベルのトリガーは、この要件を満たすことができます。 IC2のFF1のQ出力はIC1のSDIN入力に接続されています。 SDIN入力端子のレベル遷移は、SCLK信号のローハイ遷移中に少なくとも5 nsの間、プリセットおよび維持する必要があります。 AD5422の高精度5Vリファレンスから、IC1の出力端子FAULT(ピン3)のプルアップ抵抗とIC2の5V電源電圧を求めることができます。 IC1のオープンドレインFAULT出力が有効な場合、初期状態、ワードクロックをIC1に制御するとき、または障害状態の負荷により、わずかな電流サージが発生します。 幸いなことに、出力電流(ピン19)はまだ流れていません。そうしないと、過熱状態または過度の負荷抵抗によって、外部からのこの電流の精度が損なわれます。 いずれの場合も、内部リファレンスソースの外部負荷(マイクロアンペアレベルが数十秒を超えない)は、リファレンスソースの精度を損なうことはありません。

表1各制御コマンドの役割

AD542216ビットシリアル入力DACに基づく定電流源の設計

IOUTピンとグランドの間に100Ωの高精度抵抗を接続し、23クロックパルスを生成することにより、この抵抗の0.400xV電圧を測定できます。ここで、x≤4であり、4mA電流の高精度定数であることを確認します。 。 IC1の実際のフルスケール誤差は、保証された最悪の値である±0.3%フルスケール誤差よりもはるかに小さくなります(参照1)。

したがって、電流スケールは20 mA C4 mA =“ 16” mAであるため、得られた4 mA電流(値は0.1%以下)の相対誤差を4で割る必要があります。 したがって、この場合、DACの全範囲誤差は0.1%/ 4、つまり0.025%未満です。 シングルチップDACで構成された定電流源は、高分解能と無視できる温度感度を得ることができ、電源電圧の変動に耐えることができ、高い初期精度を備えています。 電流出力DACの出力抵抗も数十メガオームです。

この回路はS1を使用して、テスト目的でのみSCLK信号を生成します。 モバイル電源アプリケーションの場合、最大200kHzの周波数のフリークロックを使用できます。 FAULT出力とIC2のプルアップ抵抗は、AD5422のDVCCピンから給電できます。