使MAX1452/MAX1455信號調(diào)理器能夠承受電源限制

MAX1452/MAX1455為高精度、低成本信號調(diào)理器，可工作在數(shù)字模式用于系統(tǒng)級制造，模擬模式工作用于正常工作。在應(yīng)用電路中，取決于用于為 V 供電的電源的驅(qū)動能力DD引腳，則存在 （a） 器件在數(shù)字模式下啟動的可能性，當(dāng)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(xiàn)可靠的 EEPROM 操作。以下應(yīng)用筆記建議在應(yīng)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(chǎn)品可靠性。

描述

MAX1452/MAX1455為高精度、低成本信號調(diào)理器，工作在兩種模式：數(shù)字模式用于系統(tǒng)級制造，模擬模式用于正常工作。MAX1452/MAX1455包含上電復(fù)位（POR）電路，確保片內(nèi)數(shù)字邏輯和狀態(tài)機在上電時和掉電事件后初始化到適當(dāng)?shù)臈l件。該 POR 檢測電源電壓并將邏輯保持在初始化狀態(tài)，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(nèi)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(tǒng)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(yīng)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(qū)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(qū)動能力，在制造和/或操作過程中可能會出現(xiàn)潛在問題。其中一個問題是以錯誤的模式啟動——如果出現(xiàn)問題，輸出將以數(shù)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(dǎo)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(yīng)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(shù)和器件配置信息。根據(jù)執(zhí)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(shù)字模式下）。制造后，設(shè)備被鎖定（切換到模擬模式），僅執(zhí)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(fā)生，在應(yīng)用電路設(shè)計中不需要考慮它們。

在制造業(yè)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(nèi)消耗 25mA 電流，然后消耗 16mA 電流，持續(xù) 5ms。寫操作在 1μs 內(nèi)消耗 25mA 電流，然后在 80μs 內(nèi)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(shù)和配置寄存器。每個讀取操作在1μs內(nèi)消耗7mA電流，在1μs內(nèi)不消耗電流。結(jié)果是每 1ms 發(fā)生 10 次緊密間隔的讀取操作的突發(fā)，導(dǎo)致 V 上的有效平均電流消耗較低DDF.

在MAX1452/MAX1455應(yīng)用中，VDD電源尺寸必須適當(dāng)，以提供EEPROM操作所需的電流（特別是在4-20mA應(yīng)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(dāng)內(nèi)部EEPROM在MAX1452/MAX1455正常工作模式下執(zhí)行讀取操作時，電壓紋波為V。DDF可能發(fā)生。在弱V的情況下DD電源，這些電壓紋波可以耦合到VDD，產(chǎn)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(yīng)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(dāng)然，C的選擇也很重要，R和C值是最優(yōu)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(yīng)

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(lián)（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(chǎn)品的最高工作溫度下導(dǎo)電。BAT54肖特基二極管在+25°C時正向電壓為300mV，已經(jīng)過測試，證明適合此應(yīng)用。這樣的二極管在V之間DD和 VDDF導(dǎo)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(dāng)POR信號釋放時，VDDF電壓處于適當(dāng)?shù)乃?，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）?？梢允褂幂^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(shù)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(dǎo)致V的較大延遲DDF斜坡，并可能導(dǎo)致啟動問題。此外，C 值太小會導(dǎo)致 V 變大DD通過輸出傳播的尖峰，導(dǎo)致不需要的輸出噪聲。

改進了寫入 EEPROM 時的 EEPROM 電池充電。出現(xiàn)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(yīng)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(qū)動限制。

審核編輯：郭婷