AD5112BCPZ80-RL7

单通道、128/64/32位、I2C、±8% 电阻容差、非易失性数字电位计 AD5110/AD5112/AD5114 产品特性 功能框图 VLOGIC VDD AD5110/AD5112/AD5114 POWER-ON RESET A W DATA SDA SCL EEPROM I2C SERIAL INTERFACE B RDAC REGISTER DATA 09582-001 标称电阻容差误差：±8%(最大值) 游标电流：±6 mA 可变电阻器模式下的温度系数：35 ppm/°C 低功耗：2.5 μA(最大值，2.7 V，125°C) 宽带宽：4 MHz(5 kΩ选项) 上电EEPROM刷新时间：< 50 μs 125°C时典型数据保留期：50年 100万写周期 模拟电源电压：2.3 V至5.5 V 逻辑电源电压：1.8 V至5.5 V 宽工作温度范围：−40°C至+125°C 2 mm × 2 mm × 0.55 mm、8引脚超薄LFCSP封装 GND 图1. 应用 表1. ±8%电阻容差系列 机械电位计的替代产品 便携式电子设备的电平调整 音量控制 低分辨率DAC LCD面板亮度与对比度控制 可编程电压至电流转换 可编程滤波器、延迟、时间常数 反馈电阻的可编程电源 传感器校准 型号 AD5110 AD5111 AD5112 AD5113 AD5116 AD5114 AD5115 电阻(kΩ) 10, 80 10, 80 5, 10, 80 5, 10, 80 5, 10, 80 10, 80 10, 80 位 128 128 64 64 64 32 32 接口 I2 C 升/降 I2 C 升/降 按钮 I2 C 升/降 概述 AD5110/AD5112/AD5114为128/64/32位调整应用提供一种 非易失性解决方案，保证±8%的低电阻容差误差，A、B和W 引脚忍受最高±6 mA的电流密度。低电阻容差、低标称温度 系数和高带宽特性可以简化开环应用和容差匹配应用。 新的低游标电阻特性将电阻阵列两个末端的游标电阻降低 至45 Ω(典型值)。 Rev. B 游标设置可以通过I2C兼容型数字接口控制，也可以利用该 接口回读游标寄存器和EEPROM内容。电阻容差存储在 EEPROM中，端到端容差精度为0.1%。 AD5110/AD5112/AD5114采用2 mm × 2 mm LFCSP封装，保 证工作温度范围为−40°C至+125°C的扩展工业温度范围。 Document Feedback Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 ©2011–2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Technical Support www.analog.com ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供 的最新英文版数据手册。 AD5110/AD5112/AD5114 目录 特性.................................................................................................. 1 应用.................................................................................................. 1 功能框图 ......................................................................................... 1 概述.................................................................................................. 1 修订历史 ......................................................................................... 2 技术规格 ......................................................................................... 3 电气特性—AD5110 ................................................................. 3 电气特性—AD5112 ................................................................. 5 电气特性—AD5114 ................................................................. 7 接口时序规格 ........................................................................... 9 移位寄存器和时序图............................................................ 10 绝对最大额定值.......................................................................... 11 热阻 .......................................................................................... 11 ESD警告................................................................................... 11 引脚配置和功能描述 ................................................................. 12 典型性能参数 .............................................................................. 13 测试电路 ....................................................................................... 18 工作原理 ....................................................................................... 19 RDAC寄存器和EEPROM .................................................... 19 I2C串行数据接口 ................................................................... 19 输入移位寄存器..................................................................... 20 写操作 ...................................................................................... 21 EEPROM写入应答轮询........................................................ 23 读操作 ...................................................................................... 23 复位 .......................................................................................... 23 关断模式.................................................................................. 23 RDAC架构............................................................................... 24 对可变电阻进行编程............................................................ 24 对电位计分压器进行编程 ................................................... 25 端电压范围 ............................................................................. 26 上电时序.................................................................................. 26 布局和电源偏置..................................................................... 26 外形尺寸 ....................................................................................... 27 订购指南.................................................................................. 27 修订历史 2012年11月—修订版A至修订版B 低功耗从2.5 mA更改为2.5 µA ................................................... 1 表2中IDD单位从mA更改为µA .................................................... 4 表3中IDD单位从mA更改为µA .................................................... 6 表4中IDD单位从mA更改为µA .................................................... 8 更改图45 ....................................................................................... 23 2012年4月—修订版0至修订版A 更改“产品特性”部分.................................................................... 1 更改表2中的正电源电流............................................................. 4 更改表3中的正电源电流............................................................. 6 更改表4中的正电源电流............................................................. 8 更新“外形尺寸”........................................................................... 27 2011年10月—修订版0：初始版 Rev. B | Page 2 of 28 AD5110/AD5112/AD5114 技术规格 电气特性—AD5110 10 kΩ和80 kΩ版本：除非另有说明，VDD = 2.3 V至5.5 V，VLOGIC = 1.8 V至VDD，VA = VDD，VB = 0 V，−40°C < TA < +125°C。 表2. 参数 直流特性—可变电阻器模式 分辨率 电阻积分非线性2 电阻差分非线性2 标称电阻容差 电阻温度系数3 游标电阻 直流特性—电位计分压器模式 积分非线性4 差分非线性4 符号 测试条件/注释 N R-INL RAB = 10 kΩ, VDD = 2.3 V至2.7 V RAB = 10 kΩ, VDD = 2.7 V至5.5 V RAB = 80 kΩ R-DNL AB/RAB AB/RAB RW RBS RTS 6 满量程误差 积分非线性(INL) 微分非线性(DNL) 误差： VWFSE 零刻度误差 VWZSE 分压器温度系数3 电阻端 最大连续IA、IB和IW电流3 W /VW 端电压范围5 电容A、电容B3 CA, CB 电容W3 CW 共模漏电流3 数字输入 输入逻辑3 高电平 VINH 低电平 VINL 输入迟滞3 输入电流3 输入电容3 数字输出(SDA) 输出低电平3 VHYST IN CIN VOL 6 最小值 典型值1 最大值 7 −2.5 −1 −0.5 −1 −8 ±0.5 ±0.25 ±0.1 ±0.25 代码 = 满量程 代码 = 零电平 代码 = 底部量程 代码 = 顶部量程 −0.5 −0.5 RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ 代码 = 半量程 −2.5 −1.5 RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ −6 −1.5 GND f = 1 MHz，针对GND测量，代 码 = 半量程，VW = VA = 2.5 V或 VW = VB = 2.5 V f = 1 MHz，针对GND测量，代 码 = 半量程，VA = VB = 2.5 V VA = VW = VB VLOGIC = 1.8 V至2.3 V VLOGIC = 2.3 V至5.5 V VLOGIC = 1.8 V至2.3 V VLOGIC = 2.3 V至5.5 V 35 70 45 70 140 80 140 位 LSB LSB LSB LSB % ppm/°C Ω Ω Ω ±0.15 ±0.15 +0.5 +0.5 LSB LSB +2.5 +1 +0.5 +1 +8 1.5 0.5 ±10 −500 +6 +1.5 VDD 20 35 pF ±15 +500 0.8 × VLOGIC 0.7 × VLOGIC 0.2 × VLOGIC 0.3 × VLOGIC ±1 5 ISINK = 3 mA ISINK = 6 mA 0.2 0.4 +1 −1 2 Rev. B | Page 3 of 28 LSB LSB LSB LSB ppm/°C mA mA V pF 0.1 × VLOGIC 三态漏电流 三态输出电容3 单位 nA V V V V V µA pF V V µA pF AD5110/AD5112/AD5114 参数 电源 单电源电压范围 逻辑电源电压范围 正电源电流 EEMEM存储电流3, 6 EEMEM读取电流3, 7 逻辑电源电流 功耗8 电源抑制3 动态特性3, 9 带宽 总谐波失真 VW建立时间 电阻噪声密度 FLASH/EE存储器可靠性3 耐久性10 符号 测试条件/注释 最小值 典型值1 最大值 2.3 1.8 IDD IDD_NVM_STORE IDD_NVM_READ ILOGIC PDISS PSR 带宽 总谐波失真(THD) ts eN_WB VDD = 5 V VDD = 2.7 V VDD = 2.3 V 2 320 30 5 V V µA µA µA mA µA nA µW −50 −64 dB dB 2 200 MHz kHz −80 −85 dB dB 3 12 µs µs 9 20 nV/√Hz nV/√Hz 1 百万周期 千周期 年 0.75 VIH = VLOGIC或VIL = GND VIH = VLOGIC或VIL = GND ∆VDD/∆VSS = 5 V ± 10% RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ 代码 = 半量程，−3 dB RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ VA = VDD/2 +1 V rms，VB = VDD/2， f = 1 kHz，代码 = 半量程 RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ VA = 5 V, VB = 0 V, ±0.5 LSB误差带 RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ 代码 = 半量程，TA = 25°C， f = 100 kHz RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ TA = 25°C 100 数据保留期11 50 5.5 VDD 3.5 2.5 2.4 单位 典型值代表25°C、VDD = 5 V、VSS = 0 V且VLOGIC = 5 V时的读数平均值。 电阻位置非线性误差(R-INL)是指在最大电阻和最小电阻游标位置之间测得的值与理想值的偏差。R-DNL衡量连续抽头位置之间相对于理想位置的相对阶 跃变化。最大游标电阻限制在0.75 × VDD/RAB。 3 通过设计和特性保证，但未经生产测试。 4 INL和DNL在VWB处测得，条件是将RDAC配置为类似于电压输出DAC的电位计分压器。VA = VDD且VB = 0 V。单调性工作条件保证DNL规格限值为±1 LSB(最 大值)。 5 电阻端A、电阻端B和电阻端W彼此没有极性限制。 6 与工作电流不同，NVM编程的电源电流持续约30 ms。 7 与工作电流不同，NVM读取的电源电流持续约20 μs。 8 PDISS可通过(IDD × VDD) + (ILOGIC × VLOGIC)计算。 9 所有动态特性均采用VDD = 5.5 V且VLOGIC = 5 V。 10 耐久性在150°C时依据JEDEC 22标准方法A117认定为100,000个周期。 11 根据JEDEC 22标准方法A117，保持期限相当于125°C结温时的寿命。保持期限(基于1 eV的激活能)随Flash/EE存储器的结温递减。 1 2 Rev. B | Page 4 of 28 AD5110/AD5112/AD5114 电气特性—AD5112 5 kΩ、10 kΩ和80 kΩ版本：除非另有说明，VDD = 2.3 V至5.5 V，VLOGIC = 1.8 V至VDD，VA = VDD，VB = 0 V，−40°C < TA < +125°C。 表3. 参数 直流特性—可变电阻器模式 分辨率 电阻积分非线性2 电阻差分非线性2 标称电阻容差 电阻温度系数3 游标电阻 直流特性—电位计分压器模式 积分非线性4 差分非线性4 符号 测试条件/注释 N R-INL R-DNL AB/RAB AB/RAB RW RBS RTS RAB = 5 kΩ，VDD = 2.3 V至2.7 V RAB = 5 kΩ，VDD = 2.7 V至5.5 V RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ 6 满量程误差 积分非线性(INL) 微分非线性(DNL) 误差： VWFSE 零刻度误差 VWZSE 分压器温度系数3 电阻端 最大连续IA、IB和IW电流3 W /VW 端电压范围5 电容A、电容B3 CA, CB 电容W3 CW 共模漏电流3 数字输入 输入逻辑3 高电平 低电平 输入迟滞3 输入电流3 输入电容3 数字输出(SDA) 输出低电平3 VINH VINL VHYST IN CIN VOL 6 最小值 典型值1 最大值 6 −2.5 −1 −1 −0.25 +1 −8 ±0.5 ±0.25 ±0.25 ±0.1 ±0.25 代码 = 满量程 代码 = 零电平 代码 = 底部量程 代码 = 顶部量程 −0.5 −0.5 RAB = 5 kΩ RAB =10 kΩ RAB = 80 kΩ RAB = 5 kΩ RAB =10 kΩ RAB = 80 kΩ 代码 = 半量程 −2.5 −1.5 −1 RAB = 5 kΩ, 10 kΩ RAB = 80 kΩ −6 −1.5 GND VLOGIC = 1.8 V至2.3 V VLOGIC = 2.3 V至5.5 V VLOGIC = 1.8 V至2.3 V VLOGIC = 2.3 V至5.5 V 35 70 45 70 140 80 140 位 LSB LSB LSB LSB LSB % ppm/°C Ω Ω Ω ±0.15 ±0.15 +0.5 +0.5 LSB LSB +2.5 +1 +1 +0.25 +1 +8 1.5 1 0.25 ±10 f = 1 MHz，针对GND测量，代 码 = 半量程，VW = VA = 2.5 V 或VW = VB = 2.5 V f = 1 MHz，针对GND测量，代 码 = 半量程，VA = VB = 2.5 V −500 VA = VW = VB +6 +1.5 VDD 20 35 pF ±15 +500 0.8 × VLOGIC 0.7 × VLOGIC 0.2 × VLOGIC 0.3 × VLOGIC 0.1 × VLOGIC ±1 ISINK = 3 mA ISINK = 6 mA 0.2 0.4 +1 −1 2 Rev. B | Page 5 of 28 LSB LSB LSB LSB LSB LSB ppm/°C mA mA V pF 5 三态漏电流 三态输出电容3 单位 nA V V V V V µA pF V V µA pF AD5110/AD5112/AD5114 参数 电源 单电源电压范围 逻辑电源电压范围 正电源电流 EEMEM存储电流3, 6 EEMEM读取电流3, 7 逻辑电源电流 功耗8 电源抑制3 动态特性3, 9 带宽 总谐波失真 VW建立时间 电阻噪声密度 FLASH/EE存储器可靠性3 耐久性10 符号 测试条件/注释 最小值 典型值1 最大值 2.3 1.8 IDD IDD_NVM_STORE IDD_NVM_READ ILOGIC PDISS PSR 带宽 总谐波失真(THD) ts eN_WB VDD = 5 V VDD = 2.7 V VDD = 2.3 V 2 320 30 5 V V µA µA µA mA µA nA µW −43 −50 −64 dB dB dB 4 2 200 MHz MHz kHz −75 −80 −85 dB dB dB µs 2.5 3 10 µs µs µs 7 9 20 nV/√Hz nV/√Hz nV/√Hz 1 百万周期 千周期 年 0.75 VIH = VLOGIC or VIL = GND VIH = VLOGIC or VIL = GND ∆VDD/∆VSS = 5 V ± 10% RAB = 5 kΩ RAB =10 kΩ RAB = 80 kΩ 代码 = 半量程 − 3 dB RAB = 5 kΩ RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ VA = VDD/2 + 1 V rms， VB = VDD/2，f = 1 kHz， 代码 = 半量程 RAB = 5 kΩ RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ VA = 5 V, VB = 0 V, ±0.5 LSB误差带 RAB = 5 kΩ RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ 代码 = 半量程， TA = 25°C，f = 100 kHz RAB = 5 kΩ RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ TA = 25°C 100 数据保留期11 1 2 3 4 5 6 7 8 50 5.5 VDD 3.5 2.5 2.4 单位 典型值代表25°C、VDD = 5 V、VSS = 0 V且VLOGIC = 5 V时的读数平均值。 电阻位置非线性误差(R-INL)是指在最大电阻和最小电阻游标位置之间测得的值与理想值的偏差。R-DNL衡量连续抽头位置之间相对于理想位置的相对阶 跃变化。最大游标电阻限制在0.75 × VDD/RAB。 通过设计和特性保证，但未经生产测试。 INL和DNL在VWB处测得，条件是将RDAC配置为类似于电压输出DAC的电位计分压器。VA = VDD且VB = 0 V。单调性工作条件保证DNL规格限值为±1 LSB(最 大值)。 电阻端A、电阻端B和电阻端W彼此没有极性限制。 与工作电流不同，NVM编程的电源电流持续约30 ms。 与工作电流不同，NVM读取的电源电流持续约20 μs。 PDISS可通过(IDD × VDD) + (ILOGIC × VLOGIC)计算。 所有动态特性均采用VDD = 5.5 V且VLOGIC = 5 V。 耐久性在150°C时依据JEDEC 22标准方法A117认定为100,000个周期。 11 根据JEDEC 22标准方法A117，保持期限相当于125°C结温时的寿命。保持期限(基于1 eV的激活能)随Flash/EE存储器的结温递减。 9 10 Rev. B | Page 6 of 28 AD5110/AD5112/AD5114 电气特性—AD5114 10 kΩ和80 kΩ版本：除非另有说明，VDD = 2.3 V至5.5 V，VLOGIC = 1.8 V至VDD，VA = VDD，VB = 0 V，−40°C < TA < +125°C。 表4. 参数 直流特性—可变电阻器模式 分辨率 电阻积分非线性2 电阻差分非线性2 标称电阻容差 电阻温度系数3 游标电阻 符号 测试条件/注释 N R-INL R-DNL AB/RAB AB/RAB RW RBS RTS 最小值 典型值1 最大值 5 −0.5 −0.25 −8 6 代码 = 满量程 代码 = 零电平 代码 = 底部量程 代码 = 顶部量程 140 80 140 Bits LSB LSB % ppm/°C Ω Ω Ω +0.25 +0.25 LSB LSB +0.5 +0.25 +8 35 70 45 70 单位 直流特性—电位计分压器模式 积分非线性4 差分非线性4 满量程误差 积分非线性(INL) 微分非线性(DNL) 误差： VWFSE 零刻度误差 VWZSE 分压器温度系数3 电阻端 最大连续IA、IB和IW电流3 W /VW 端电压范围5 电容A、电容B3 CA, CB 电容W3 CW 共模漏电流3 数字输入 输入逻辑3 高电平 VINH 低电平 VINL 输入迟滞3 输入电流3 输入电容3 数字输出(SDA) 输出低电平3 VHYST IN CIN VOL 6 −0.25 −0.25 RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ 代码 = 半量程 −1 −0.5 RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ −6 −1.5 GND f = 1 MHz，针对GND测量，代 码 = 半量程，VW = VA = 2.5 V 或VW = VB = 2.5 V f = 1 MHz，针对GND测量，代 码 = 半量程，VA = VB = 2.5 V VA = VW = VB VLOGIC = 1.8 V至2.3 V VLOGIC = 2.3 V至5.5 V VLOGIC = 1.8 V至2.3 V VLOGIC = 2.3 V至5.5 V 1 0.25 ±10 −500 +6 +1.5 VDD 20 mA mA V pF 35 pF ±15 +500 0.8 × VLOGIC 0.7 × VLOGIC 0.2 × VLOGIC 0.3 × VLOGIC 0.1 × VLOGIC ±1 5 ISINK = 3 mA ISINK = 6 mA 0.2 0.4 +1 −1 三态漏电流 三态输出电容3 2 Rev. B | Page 7 of 28 LSB LSB LSB LSB ppm/°C nA V V V V V µA pF V V µA pF AD5110/AD5112/AD5114 参数 电源 单电源电压范围 逻辑电源电压范围 正电源电流 EEMEM存储电流3, 6 EEMEM读取电流3, 7 逻辑电源电流 功耗8 电源抑制3 动态特性3, 9 带宽 总谐波失真 VW建立时间 电阻噪声密度 FLASH/EE存储器可靠性3 耐久性10 符号 测试条件/注释 最小值 典型值1 最大值 2.3 1.8 IDD IDD_NVM_STORE IDD_NVM_READ ILOGIC PDISS PSR BW THD ts eN_WB VDD = 5 V VDD = 2.7 V VDD = 2.3 V 2 320 30 5 V V µA µA µA mA µA nA µW −50 −64 dB dB 2 200 MHz kHz −80 −85 dB dB 2.7 9.5 µs µs 9 20 nV/√Hz nV/√Hz 1 百万周期 千周期 年 0.75 VIH = VLOGIC或VIL = GND VIH = VLOGIC或VIL = GND ∆VDD/∆VSS = 5 V ± 10% RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ 代码 = 半量程，−3 dB RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ VA = VDD/2 + 1 V rms， VB = VDD/2，f = 1 kHz， 代码 = 半量程 RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ VA = 5 V, VB = 0 V, ±0.5 LSB 误差带 RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ 代码 = 半量程，TA = 25°C， f = 100 kHz RAB = 10 kΩ RAB = 80 kΩ TA = 25°C 100 数据保留期11 50 5.5 VDD 3.5 2.5 2.4 单位 典型值代表25°C、VDD = 5 V、VSS = 0 V且VLOGIC = 5 V时的读数平均值。 电阻位置非线性误差(R-INL)是指在最大电阻和最小电阻游标位置之间测得的值与理想值的偏差。R-DNL衡量连续抽头位置之间相对于理想位置的相对阶 跃变化。最大游标电阻限制在0.75 × VDD/RAB。 3 通过设计和特性保证，但未经生产测试。 4 INL和DNL在VWB处测得，条件是将RDAC配置为类似于电压输出DAC的电位计分压器。VA = VDD且VB = 0 V。单调性工作条件保证DNL规格限值为±1 LSB(最 大值)。 5 电阻端A、电阻端B和电阻端W彼此没有极性限制。 6 与工作电流不同，NVM编程的电源电流持续约30 ms。 7 与工作电流不同，NVM读取的电源电流持续约20 μs。 8 PDISS可通过(IDD × VDD) + (ILOGIC × VLOGIC)计算。 9 所有动态特性均采用VDD = 5.5 V且VLOGIC = 5 V。 10 耐久性在150°C时依据JEDEC 22标准方法A117认定为100,000个周期。 11 根据JEDEC 22标准方法A117，保持期限相当于125°C结温时的寿命。保持期限(基于1 eV的激活能)随Flash/EE存储器的结温递减。 1 2 Rev. B | Page 8 of 28 AD5110/AD5112/AD5114 接口时序规格 除非另有说明，VLOGIC = 1.8 V至5.5 V，所有规格均相对于TMIN至TMAX而言。 表5. 参数1 fSCL 2 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t11A t12 tSP 3 tEEPROM_PROGRAM 4 tPOWER_UP 5 tRESET 1 2 3 4 5 测试条件/注释 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 最小值 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 快速模式 1.3 4 0.6 典型值 4.0 0.6 4.7 1.3 250 100 0 0 4.7 0.6 4 0.6 4.7 最大值 100 400 3.45 0.9 20 + 0.1 CL 20 + 0.1 CL 20 + 0.1 CL 20 + 0.1 CL 20 + 0.1 CL 0 15 1000 300 300 300 1000 300 1000 300 300 300 50 50 50 25 单位 kHz kHz µs µs µs µs ns ns µs µs µs µs µs µs µs µs µs µs ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns ms µs µs 描述 串行时钟频率 tHIGH，SCL高电平时间 tLOW，SCL低电平时间 tSU;DAT，数据建立时间 tHD;DAT，数据保持时间 tSU;STA，重复起始条件的建立时间 tHD;STA，(重复)起始条件保持时间 tBUF，一个停止条件与一个起始条件之间的总线空闲 时间 tSU;STO，停止条件的建立时间 tRDA，SDA信号的上升时间 tFDA，SDA信号的下降时间 tRCL，SCL信号的上升时间 tRCL1，重复起始条件和应答位后的SCL信号上升时间。 tFCL，SCL信号的下降时间 抑制尖峰的脉冲宽度 存储器编程时间 EEPROM上电恢复时间 复位EEPROM恢复时间 最大总线电容限制在400 pF。 SDA和SCL时序通过输入滤波器使能来测量。关闭输入滤波器可提高传输速率，但对器件的EMC特性有不利影响。 SCL和SDA输入的输入滤波在快速模式下可抑制小于50 ns的噪声尖峰。 EEPROM编程时间取决于温度和EEPROM写入周期。温度越低且写入周期越长，时序性能就越高。 VDD等于2.3 V后的最长时间。 Rev. B | Page 9 of 28 AD5110/AD5112/AD5114 移位寄存器和时序图 DB7 (MSB) 0 0 0 0 C2 C1 C0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D0 D1 09582-002 0 DB0 (LSB) DATA BITS CONTROL BITS 图2. 输入寄存器内容 t11 t2 SCL t12 t6 t1 t6 t4 t5 t10 t3 t8 t9 P t7 S S 图3. 双线式串行接口时序图 Rev. B | Page 10 of 28 P 09582-003 SDA AD5110/AD5112/AD5114 绝对最大额定值 除非另有说明，TA = 25°C。 表6. 参数 VDD至GND VLOGIC至GND VA、VW、VB至GND IA, IW, IB 脉冲驱动1 频率> 10 kHz RAW = 5 kΩ和10 kΩ RAW = 80 kΩ 频率≤ 10 kHz RAW = 5 kΩ和10 kΩ RAW = 80 kΩ 连续 RAW = 5 kΩ和10 kΩ RAW = 80 kΩ 数字输入SDA和SCL 3 工作温度范围 最大结温(TJ Max) 存储温度范围 回流焊 峰值温度 峰值温度时间 封装功耗 1 2 3 额定值 –0.3 V至+7.0 V –0.3 V至+7.0 V GND − 0.3 V至VDD + 0.3 V 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性 损坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任何其 它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器 件能否正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影 响器件的可靠性。 热阻 θJA由JEDEC规格JESD-51定义，其值取决于测试板和测试 环境。 ±6 mA/d 2 ±1.5 mA/d2 表7. 热阻 封装类型 8引脚LFCSP ±6 mA/√d2 ±1.5 mA/√d2 1 ±6 mA ±1.5 mA −0.3 V至+7 V或VLOGIC + 0.3 V (取较小者) −40°C至+125°C 150°C −65°C至+150°C θJA 901 θJC 25 单位 °C/W JEDEC 2S2P测试板，静止空气(0 m/s气流)。 ESD警告 ESD(静电放电)敏感器件。 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。 尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高 能量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当 的ESD防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。 260°C 20秒至40秒 (TJ max − TA)/θJA 最大端电流受以下几个方面限制：开关的最大电流处理能力、封装的 最大功耗以及给定电阻条件下可在A、B和W端中任何两个之间施加的 最大电压。 脉冲占空系数。 包括对EEPROM存储器进行编程。 Rev. B | Page 11 of 28 AD5110/AD5112/AD5114 引脚配置和功能描述 A 2 W 3 B 4 AD5110/ AD5112/ AD5114 TOP VIEW (Not to Scale) 8 VLOGIC 7 SDA 6 SCL 5 GND NOTES 1. THE EXPOSED PAD IS INTERNALLY FLOATING. 09582-004 VDD 1 图4. 引脚配置 表8. 引脚功能描述 引脚编号 1 2 3 4 5 6 7 名称 VDD A W B GND SCL SDA 8 VLOGIC EPAD 描述 正电源；2.3 V至5.5 V。此引脚应通过0.1 μF陶瓷电容和10 μF电容去耦。 RDAC的A端。 GND ≤ VA ≤ VDD. RDAC的游标端。 GND ≤ VW ≤ VDD. RDAC的B端。 GND ≤ VB ≤ VDD. 接地引脚，逻辑地基准点。 串行时钟线。此引脚与SDA线配合使用，将数据输入或输出16-bit输入寄存器。 串行数据线。此引脚与SCL线配合使用，将数据输入或输出16-bit输入寄存器。它是一种双向开漏数据线， 应通过一个外部上拉电阻上拉至电源。 逻辑电源；1.8 V至VDD。此引脚应通过0.1 μF陶瓷电容和10 μF电容去耦。 裸露焊盘。裸露焊盘内部浮空。 Rev. B | Page 12 of 28 AD5110/AD5112/AD5114 典型性能参数 0.10 0.02 10kΩ, 10kΩ, 10kΩ, 80kΩ, 80kΩ, 80kΩ, 0.08 10kΩ, +25°C 10kΩ, +125°C 80kΩ, –40°C 80kΩ, +25°C 80kΩ, +125°C 0 –0.01 0.04 0.02 0 –0.02 –0.03 –0.04 –0.02 0.02 5kΩ, –40°C 5kΩ, +25°C 5kΩ, +125°C 10kΩ, –40°C 10kΩ, +25°C 10kΩ, +125°C 80kΩ, –40°C 80kΩ, +25°C 80kΩ, +125°C 09582-008 119 127 112 98 105 91 84 77 70 56 63 49 5kΩ, –40°C 5kΩ, +25°C 5kΩ, +125°C 10kΩ, –40°C 80kΩ, –40°C 10kΩ, +25°C 80kΩ, +25°C 10kΩ, +125°C 80kΩ, +125°C 0.01 0 –0.01 R-DNL (LSB) 0.02 42 图8. R-DNL与代码的关系(AD5110) 0.08 0.04 35 CODE (Decimal) 图5. R-INL与代码的关系(AD5110) 0.06 28 21 7 0 09582-005 119 127 112 98 105 91 84 77 70 63 56 49 42 35 28 21 –0.07 14 –0.06 0 –0.06 7 –0.04 14 –0.05 CODE (Decimal) R-INL (LSB) 10kΩ, –40°C 0.01 R-DNL (LSB) R-INL (LSB) 0.06 –40°C +25°C +125°C –40°C +25°C +125°C 0 –0.02 –0.03 –0.04 –0.02 –0.06 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 CODE (Decimal) –0.07 09582-006 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 CODE (Decimal) 图9. R-DNL与代码的关系(AD5112) 图6. R-INL与代码的关系(AD5112) 0.004 0.020 10kΩ, 10kΩ, 10kΩ, 80kΩ, 80kΩ, 80kΩ, 0.015 0 R-DNL (LSB) –0.002 0.005 0 –0.005 –0.004 –0.006 –0.008 –0.010 –0.012 –0.014 –0.010 10kΩ, –40°C 80kΩ, –40°C –0.016 –0.015 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 31 CODE (Decimal) 09582-007 R-INL (LSB) 0.010 0.002 –40°C +25°C +125°C –40°C +25°C +125°C –0.018 0 2 4 6 8 10kΩ, +25°C 80kΩ, +25°C 10kΩ, +125°C 80kΩ, +125°C 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 31 CODE (Decimal) 图10. R-DNL与代码的关系(AD5114) 图7. R-INL与代码的关系(AD5114) Rev. B | Page 13 of 28 09582-010 –0.06 09582-009 –0.05 –0.04 AD5110/AD5112/AD5114 0.02 0.08 10kΩ, 10kΩ, 10kΩ, 80kΩ, 80kΩ, 80kΩ, 0.06 0.04 –40°C +25°C +125°C –40°C +25°C +125°C 0.01 0 –0.01 DNL (LSB) INL (LSB) 0.02 0 –0.02 –0.02 –0.03 –0.04 –0.04 –0.06 CODE (Decimal) 0.02 5kΩ, –40°C 5kΩ, +25°C 5kΩ, +125°C 10kΩ, –40°C 10kΩ, +25°C 10kΩ, +125°C 80kΩ, –40°C 80kΩ, +25°C 80kΩ, +125°C –0.05 09582-012 –0.06 图12. INL与代码的关系(AD5112) 119 127 112 98 105 91 77 70 63 56 49 84 80kΩ, +125°C 图15. DNL与代码的关系(AD5112) 0.004 0.015 –40°C +25°C +125°C –40°C +25°C +125°C 10kΩ, –40°C 10kΩ, +25°C 10kΩ, +125°C 80kΩ, –40°C 80kΩ, +25°C 80kΩ, +125°C 0.002 0 DNL (LSB) –0.002 0 –0.005 –0.004 –0.006 –0.008 –0.010 –0.010 –0.020 –0.014 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 31 CODE (Decimal) 图13. INL与代码的关系(AD5114) –0.016 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 CODE (Decimal) 24 26 28 31 图16. DNL与代码的关系(AD5114) Rev. B | Page 14 of 28 09582-016 –0.012 –0.015 09582-013 INL (LSB) 80kΩ, +25°C 80kΩ, –40°C 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 CODE (Decimal) 09582-015 –0.06 0.005 42 –0.03 –0.04 0.010 35 –0.02 –0.04 10kΩ, 10kΩ, 10kΩ, 80kΩ, 80kΩ, 80kΩ, 5kΩ, +125°C 10kΩ, +125°C –0.01 –0.02 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 CODE (Decimal) 5kΩ, +25°C 10kΩ, +25°C 0 0 –0.08 5kΩ, –40°C 10kΩ, –40°C 0.01 DNL (LSB) INL (LSB) 0.02 28 21 14 0 7 图14. DNL与代码的关系(AD5110) 0.08 0.04 10kΩ, +125°C 80kΩ, +125°C CODE (Decimal) 图11. INL与代码的关系(AD5110) 0.06 10kΩ, +25°C 80kΩ, +25°C 10kΩ, –40°C 80kΩ, –40°C –0.07 09582-011 119 127 112 98 105 91 84 77 70 63 56 49 42 35 28 21 14 0 7 –0.08 09582-014 –0.05 –0.06 AD5110/AD5112/AD5114 0.12 800 700 SUPPLY CURRENT, ILOGIC (mA) 400 300 200 2.3V AVERAGE OF I DD 2.3V AVERAGE OF I LOGIC 3.3V AVERAGE OF I DD 100 3.3V AVERAGE OF I LOGIC 5.0V AVERAGE OF I DD 5.0V AVERAGE OF I LOGIC 0.08 0.06 0.04 0.02 –10 5 20 35 50 65 TEMPERATURE (°C) 80 95 110 125 –0.02 POTENTIOMETER MODE TEMPCO (ppm/°C) 140 120 100 80 60 40 20 4.0 4.5 5.0 120 AD5110 60 AD5112 30 AD5114 VDD = 5V 10kΩ 80kΩ 5kΩ 100 80 60 40 20 0 0 0 20 10 5 40 20 10 60 80 30 40 15 20 CODE (Decimal) 100 50 25 120 AD5110 60 AD5112 30 AD5114 图21. 可变电阻器模式温度系数((ΔRWB /RWB )/ΔT × 10 6)与代码的关系 0 0x40 (0x20) [0x10] 0x20 –10 0x20 (0x10) [0x08] 0x10 0x10 (0x08) [0x04] 0x08 –20 GAIN (dB) 0x04 0x02 –40 3.5 120 0 –30 3.0 140 09582-018 100 50 25 图18. 电位计模式温度系数((ΔVW /VW )/ΔT × 10 6)与代码的关系 –20 2.5 160 0 60 80 30 40 15 20 CODE (Decimal) 2.0 180 0 40 20 10 1.5 200 10kΩ 80kΩ 5kΩ 160 0x01 0x00 –50 –60 10k –30 –40 –50 0x08 (0x04) [0x02] 0x04 (0x02) [0x01] 0x02 (0x01) [0x00] 0x01 (0x00) 0x00 –60 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 100M 09582-019 GAIN (dB) POTENTIOMETER MODE TEMPCO (ppm/°C) 180 20 10 5 1.0 图20. 电源电流(ILOGIC )与数字输入电压的关系 VDD = 5V 0 0 0 0.5 DIGITAL INPUT VOLTAGE (V) 图17. 电源电流与温度的关系 200 0 AD5110 (AD5112) [AD5114] –70 10k 100k 1M FREQUENCY (Hz) 图22. 10 kΩ增益与频率和代码的关系 图19. 5 kΩ增益与频率和代码的关系 Rev. B | Page 15 of 28 10M 09582-021 –25 09582-017 –100 –40 09582-020 0 0 09582-022 SUPPLY CURRENT (nA) 500 –10 VLOGIC = 5.0V VLOGIC = 3.3V VLOGIC = 2.3V VLOGIC = 1.8V 0.10 600 AD5110/AD5112/AD5114 0 80 0x40 (0x20) [0x10] 60 0x04 (0x02) [0x01] –30 0x02 (0x01) [0x00] –40 0x01 (0x00) –50 40 30 20 –70 100k 1M FREQUENCY (Hz) 0 09582-023 0 0 0 10 5 图23. 80 kΩ增益与频率和代码的关系 150 INCREMENTAL WIPER ON RESISTANCE ( ) –10 –30 –40 –50 10M FREQUENCY (Hz) 5.5V 5V 3.3V 2.7V 2.3V 90 60 30 0 1 2 3 VDD (V) 4 0 VDD = 5V, VA = 2.5V + VIN –10 VB = 2.5V fIN = 1kHz –20 CODE = HALF SCALE NOISE FILTER = 22kHz 5kΩ 10kΩ 80kΩ 5 6 5kΩ 10kΩ 80kΩ THD + N (dB) –30 –40 –50 –60 –40 –50 –60 –70 –80 –70 –90 –80 20 200 2k 20k 200k FREQUENCY (Hz) 09582-025 THD + N (dB) AD5110 AD5112 AD5114 图27. 增量式游标导通电阻与VDD 的关系 –30 –100 60 30 15 –90 0.001 0.01 0.1 1 AMPLITUDE (V rms) 图28. 总谐波失真加噪声(THD + N)与幅度的关系 图25. 总谐波失真加噪声(THD + N)与频率的关系 Rev. B | Page 16 of 28 09582-028 –20 VDD = 5V, VA = 2.5V + 1VRMS VB = 2.5V CODE = HALF SCALE NOISE FILTER = 22kHz 50 25 TEMPERATURE = 25°C 图24. 归一化相位平坦度与频率的关系 0 40 20 10 CODE (Decimal) 120 0 09582-024 PHASE (Degrees) –20 1M 30 15 图26. 最大带宽与代码和净电容的关系 0 –60 AD5110 RAB = 10kΩ –70 FULL SCALE HALF SCALE QUARTER SCALE –80 10k 100k 20 10 5 09582-027 –80 10k 09582-026 10 AD5110 (AD5112) [AD5114] –10 80k + 150pF 80k + 250pF 5k + 0pF 5k + 75pF 5k + 150pF 10k + 0pF 50 0x00 –60 5k + 250pF 10k + 75pF 10k + 150pF 10k + 250pF 80k + 0pF 80k + 75pF 70 BANDWIDTH (MHz) GAIN (dB) –10 0x20 (0x10) [0x08] 0x10 (0x08) [0x04] –20 0x08 (0x04) [0x02] AD5110/AD5112/AD5114 0.30 0.25 0.2 0.1 VOLTAGE (mV) 0.20 0.15 0.10 0.05 0 –0.1 –0.2 0 –0.3 –0.05 –0.4 3 7 5 TIME (µs) 9 –0.5 0 0.6 图29. 最大转换毛刺 0 1.0 –10 CUMULATIVE PROBABILITY 1.2 0.0015 0.6 0.0010 0.4 0.0005 200 300 400 500 –30 –40 –60 0 –70 09582-051 100 5kΩ 10kΩ 80kΩ –50 0.2 0 600 RESISTOR DRIFT (ppm) 1k 10k 1M FREQUENCY (Hz) 图30. 电阻寿命漂移 –10 7 5kΩ 10kΩ 80kΩ –20 –30 –40 –50 VDD = 5V ± 10% AC VA = 4V VB = GND HALF SCALE TA = 25°C 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 5 4 3 2 1 09582-031 –70 10 10kΩ 80kΩ 5kΩ 6 –60 10M 图33. 关断隔离与频率的关系 THEORETICAL IMAX (mA) 0 2.5 –20 GAIN (dB) 0.8 PSRR (dB) PROBABILITY DENSITY 0.0020 –600 –500 –400 –300 –200 –100 1.8 图32. 数字馈通 0.0025 0 1.2 TIME (µs) 09582-033 1 10kΩ 80kΩ 5kΩ 0 0 0 0 20 10 5 40 20 10 60 80 30 40 15 20 CODE (Decimal) 100 50 25 图34. 最大理论电流与代码的关系 图31. 电源抑制比(PSRR)与频率的关系 Rev. B | Page 17 of 28 120 AD5110 60 AD5112 30 AD5114 09582-034 –0.10 –1 VDD = 5V VA = VDD VB = GND 0.3 09582-029 RELATIVE VOLTAGE (V) 0.4 VDD = 5V VA = VDD VB = GND 5kΩ 10kΩ 80kΩ 09582-032 0.35 AD5110/AD5112/AD5114 测试电路 图35至图40定义了“技术规格”部分使用的测试条件。 NC IW VA B A B 09582-035 图35. 电阻位置非线性误差 (可变电阻器操作：R-INL，R-DNL) W W VIN DUT B OFFSET GND VMS B + IWB GND TO VDD NC = NO CONNECT – 0.1V IWB –15V GND GND VDD 0.1V DUT GND 09582-037 DUT A W VOUT 图39 增益与相位和频率的关系 VDD RW = AD8652 2.5V 图36. 电位计分压器非线性误差(INL、DNL) NC +15V A V+ = VDD 1LSB = V+/2N B ΔVMS% ΔVDD% 图38. 电源灵敏度(PSS、PSRR) 09582-036 A V+ PSS (%/%) = VMS 09582-039 NC = NO CONNECT DUT W V+ ~ VMS V+ = VDD ± 10% ΔVMS PSRR (dB) = 20 log ΔV DD 09582-038 VDD VDD 图37. 游标电阻 A ICM W B VDD GND 图40. 共模漏电流 Rev. B | Page 18 of 28 09582-040 DUT A W AD5110/AD5112/AD5114 工作原理 AD5110/AD5112/AD5114数字可编程电阻均设计用作真可 变电阻，用于处理端电压范围为GND < VTERM < VDD的模拟 信号。电阻游标位置取决于RDAC寄存器内容。RDAC寄 存器用作暂存寄存器，允许无限制地更改电阻设置。 RDAC寄存器可以利用I2C接口编入任何位置设置。找到所 需的游标位置后，可以将该值存储在EEPROM存储器中。 以后上电时游标位置始终会恢复到该位置。存储EEPROM 数据大约需要18 ms；在这段时间内，器件会锁定并不会应 答任何新命令，因而可防止出现任何更改。 RDAC寄存器和EEPROM RDAC寄存器直接控制数字电位计游标的位置。例如，当 RDAC寄存器载入0x3F(128抽头)时，游标连接到可变电阻 的满量程。RDAC寄存器是一种标准逻辑寄存器，不存在 更改次数限制。 可使用I2C接口来写入和读取RDAC寄存器(见表10)。 可使用命令1将RDAC寄存器的内容存储到EEPROM中(见 表10)。因此，在任何日后开关电源时序中，RDAC寄存器 会始终设置为该位置。可使用表10中的命令6来回读保存 到 EEPROM中 的 数 据 。 此 外 ， 电 阻 容 差 误 差 也 保 存 在 EEPROM中；可以回读此数据并用于计算端到端容差，从 而提供0.1%的精度。 低游标电阻特性 AD5110/AD5112/AD5114包含额外功能，用于使W端和A端 或B端之间的电阻最小。这些额外功能称为“底部量程”和 “顶部量程”。采用底部量程时，游标电阻典型值从70 Ω降至 45 Ω。采用顶部量程时，A端和W端之间的电阻减少1 LSB， 总电阻则降至70 Ω。额外步骤并不等于1 LSB，也未包含在 INL、DNL、R-INL和R-DNL规格中。 I2C串行数据接口 AD5110/AD5112/AD5114具有双线式I2C兼容型串行接口。 这些器件可作为从机连接到I2C总线，受主机的控制。典型 写序列的时序图参见图3。 AD5110/AD5112/AD5114支持标准(100 kHz)和快速(400 kHz) 数据传输模式。不支持10位寻址和广播寻址。 双线式串行总线协议按如下方式工作： 1. 主机通过建立起始条件而启动数据传输；起始条件即为 SDA线上发生高低转换而SCL处于高电平时。之后的字 节是地址字节，由7-bit从机地址和一个R/W位组成。与 发送地址对应的从机通过在第9个时钟脉冲期间拉低 SDA来做出响应(这称为应答位)。在这个阶段，在选定 器件等待从移位寄存器读写数据期间，总线上的所有其 它器件保持空闲状态。 2. 如果R/W位为高，则主机由从机读取数据。不过，如果 R/W位设为低电平，则主机对从机写入。 3. 数据按9个时钟脉冲(8个数据位和1个应答位)的顺序通过 串行总线发送。SDA线上的数据转换必须发生在SCL低 电平期间，并且在SCL高电平期间保持稳定。 4. 读取或写入所有数据位之后，停止条件随即建立。在写 入模式下，主器件在第10个时钟脉冲期间拉高SDA线， 以建立停止条件。在读取模式下，主机会向第9个时钟 脉冲发送不应答(即SDA线保持高电平)。主机在第10个 时钟脉冲前将SDA线拉低，然后在第10个时钟脉冲期间 拉高，以建立停止条件。 I2C地址 AD5110/AD5112/AD5114各自具有两个不同的从机地址选 项。从机地址列表参见表9。 表9. 器件地址选择 型号 AD511X 1 BCPZ Y 2 AD511X1 BCPZ Y2-1 1 2 型号。 电阻。 Rev. B | Page 19 of 28 7-bit I2C器件地址 0101111 0101100 AD5110/AD5112/AD5114 输入移位寄存器 三个控制位决定软件命令的功能(见表10)。图 3所 示 为 AD5110/AD5112/AD5114典型写序列的时序图。 对于AD5110/AD5112/AD5114，输入移位寄存器为16位宽 (见图2)。该16位字由五个未用位(应设为0)、三个控制位和 八个RDAC数据位组成。在AD5112中，如果从RDAC寄存 器读取或向其中写入数据，则DB0位为无关位。在AD5114 中，如果从RDAC寄存器读取或向其中写入数据，则DB0 位和DB1位为无关位。数据以MSB优先(Bit DB15)方式加载。 命令位(Cx)控制数字电位计的工作模式和内部EEPROM。 数据位(Dx)为载入解码寄存器的值。 表10. 命令操作真值表 数据1 命令 3 0 1 1 DB7 D7 X X 7 MSB 1 1 X 4 5 6 1 1 1 0 0 1 0 1 0 X X X 1 X表示无关。 在AD5114中，此位为无关位。 在AD5112中，此位为无关位。 命令编号 0 1 2 2 3 DB10 C2 0 0 0 C1 0 0 1 DB8 C0 0 1 0 D6 X X 6 D5 X X 5 D4 X X 4 D3 X X 3 D2 X X 2 D1 X X 12 0 1 X 0 1 X 0 1 X 0 1 X 0 1 X 0 1 X DB0 D0 X X 02, 3 LSB 0 1 A0 X X X X X X X X X X X X X X X X X A1 X X A0 Rev. B | Page 20 of 28 操作 无操作 将RDAC寄存器的内容写入EEPROM 将串行寄存器数据内容写入RDAC 顶部量程 底部量程 软件关断 0: 关闭关断 1: 开启关断 软件复位：利用EEPROM内容刷新RDAC寄存器 读取RDAC寄存器的内容 读取EEPROM的内容 A1 A0 数据 0 0 保存的游标位置 0 1 电阻容差 AD5110/AD5112/AD5114 写操作 写入AD5110/AD5112/AD5114时，用户必须先写入启动命 令和地址字节(R/W = 0)，接着AD5110/AD5112/AD5114通过 拉低SDA做出应答，表示其已做好接收数据准备。 后 为 最 低 有 效 字 节 。 所 有 这 些 数 据 字 节 得 到 AD5110/ AD5112/AD5114应答后，随即出现停止条件。AD5110/ AD5112/AD5114的写操作如图41、图42和图43所示。 然后向DAC写入两个字节的数据，先是最高有效字节，其 利用重复写入功能，只需对器件进行一次寻址，用户便可 以灵活地多次更新该器件，如图44所示。 1 9 1 9 SCL SDA 0 1 0 1 1 A1 A0 R/W 0 0 ACK. BY AD5110 START BY MASTER 0 0 C2 C1 C0 ACK. BY AD5110 FRAME 2 MOST SIGNIFICANT DATA BYTE FRAME 1 SERIAL BUS ADDRESS BYTE 9 0 1 9 SCL (CONTINUED) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ACK. BY STOP BY AD5110 MASTER FRAME 3 LEAST SIGNIFICANT DATA BYTE 09582-041 SDA (CONTINUED) 图41. AD5110接口写命令 1 9 1 9 SCL 0 1 0 1 1 A1 A0 R/W 0 0 ACK. BY AD5112 START BY MASTER 0 0 C2 C1 C0 ACK. BY AD5112 FRAME 2 MOST SIGNIFICANT DATA BYTE FRAME 1 SERIAL BUS ADDRESS BYTE 9 0 9 1 SCL (CONTINUED) SDA (CONTINUED) D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 FRAME 3 LEAST SIGNIFICANT DATA BYTE 图42. AD5112接口写命令 Rev. B | Page 21 of 28 0 ACK. BY STOP BY AD5112 MASTER 09582-042 SDA AD5110/AD5112/AD5114 1 9 1 9 SCL 1 0 SDA 0 1 1 A1 A0 R/W 0 0 0 ACK. BY AD5114 START BY MASTER 0 C2 C1 C0 ACK. BY AD5114 FRAME 2 MOST SIGNIFICANT DATA BYTE FRAME 1 SERIAL BUS ADDRESS BYTE 9 0 9 1 SCL (CONTINUED) D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 ACK. BY STOP BY AD5114 MASTER FRAME 3 LEAST SIGNIFICANT DATA BYTE 09582-043 SDA (CONTINUED) 图43. AD5114接口写命令 1 9 1 9 SCL 0 1 0 1 1 A1 A0 R/W START BY MASTER 0 0 0 0 0 C2 C1 C0 ACK. BY AD5110 ACK. BY AD5110 FRAME 1 SERIAL BUS ADDRESS BYTE FRAME 2 MOST SIGNIFICANT DATA BYTE 9 1 9 SCL (CONTINUED) SDA (CONTINUED) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 ACK. BY AD5110 FRAME 3 LEAST SIGNIFICANT DATA BYTE 9 1 9 SCL (CONTINUED) 0 SDA (CONTINUED) 0 0 0 0 C2 C1 C0 ACK. BY AD5110 FRAME 4 MOST SIGNIFICANT DATA BYTE 9 1 9 SCL (CONTINUED) SDA (CONTINUED) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 FRAME 5 LEAST SIGNIFICANT DATA BYTE 图44. AD5110接口多次写入 Rev. B | Page 22 of 28 D0 ACK. BY STOP BY AD5110 MASTER 09582-044 SDA AD5110/AD5112/AD5114 EEPROM存储器。然后，用户便可以回读数据。此时必须 先写入启动命令和地址字节(R/W = 1)，接着器件通过拉低 SDA做出应答，表示其已做好数据发送准备。然后从器件 读取两个字节的数据，均由主机应答，如图45所示。随即 出现停止条件。如果主机未对第一个字节做出应答，则 AD5110/AD5112/AD5114不会传送第二个字节。 AD5110/AD5112/AD5114不支持重复回读。 EEPROM写入应答轮询 每对EEPROM执行一次写操作后，即开始一个内部写入周 期。器件的I2C接口会被禁用。要确定内部写入周期是否完 成以及I2C接口是否使能，可执行接口轮询。执行I2C接口 轮询的方法是发送一个起始条件，后跟从机地址和写入 位。如果I2C接口以应答位回应，则说明写入周期完成，该 接口已准备好继续执行其它操作。否则，将一直重复执行 I2C接口轮询，直到成功为止。 复位 AD5110/AD5112/AD5114可以通过执行命令4(见表10)来进 行复位。复位命令会将EEPROM的内容载入RDAC寄存 器，大约需要25 μs。EEPROM在出厂时预加载至中间电平， 因此首次上电时为中间电平。 读操作 AD5110/AD5112/AD5114允许使用命令6(见表10)通过I2C接 口来回读RDAC寄存器和EEPROM存储器的内容。 从AD5110/AD5112/AD5114回读数据时，用户必须先向器 件发出一个回读命令。此时必须先写入启动命令和地址字 节(R/W = 0)，接着AD5110/AD5112/AD5114通过拉低SDA 做出应答，表示其已做好数据接收准备。 关断模式 AD5110/AD5112/AD5114可以通过执行软件关断命令(即命 令3，见表10)来关断。此功能会将RDAC置于零功耗状 态，其中A端开路，游标(W端)连接到B端，但存在45 Ω的有 限游标电阻。通过执行命令3(见表10)并将Bit DB0设为0，可 使器件退出关断模式。 然后向AD5110/AD5112/AD5114写入两个字节的数据，先 是最高有效字节，其后为最低有效字节。所有这些数据字 节得到AD5110/AD5112/AD5114应答后，随即出现停止条 件 。 这 些 字 节 包 含 读 取 指 令 ， 能 回 读 RDAC寄 存 器 和 1 9 1 9 SCL SDA 0 1 0 1 1 A1 A0 R/W 0 0 ACK. BY AD5110 START BY MASTER 0 0 C2 C1 C0 ACK. BY AD5110 FRAME 2 MOST SIGNIFICANT DATA BYTE FRAME 1 SERIAL BUS ADDRESS BYTE 9 0 9 1 SCL (CONTINUED) SDA (CONTINUED) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 FRAME 3 LEAST SIGNIFICANT DATA BYTE 1 9 D0 ACK. BY AD5110 1 STOP BY MASTER 9 SCL 0 1 0 1 1 A1 A0 R/W D7 D6 ACK. BY AD5110 START BY MASTER FRAME 1 SERIAL BUS ADDRESS BYTE 图45. AD5110接口读命令 Rev. B | Page 23 of 28 D5 D4 D3 D2 D1 FRAME 2 MOST SIGNIFICANT DATA BYTE D0 NO ACK. STOP BY BY MASTER MASTER 09582-045 SDA AD5110/AD5112/AD5114 RDAC架构 可变电阻编程 为了实现最佳性能，ADI公司的所有数字电位计均采用了 RDAC分 段 专 利 架 构 。 具 体 而 言 ， AD5110/AD5112/ AD5114采 用 二 级 分 段 方 法 ， 如 图 46所 示 。 AD5110/ AD5112/AD5114的游标开关设计采用传输门CMOS拓扑并 从VDD获得栅极电压。 可变电阻器操作—±8%电阻容差 只有两个端用作可变电阻时，AD5110/AD5112/AD5114采 用可变电阻器模式工作。不用的一端可以悬空或者连接到 W端，如图47所示。 A TS W B RL A W W B B 09582-047 A A 图47. 可变电阻器模式配置 A端和B端之间的标称电阻RAB为5 kΩ、10 kΩ或80 kΩ，并具 有32/64/128个可供游标端访问的触点。RDAC锁存器中的 5/6/7位数据经过解码，用于选择32/64/128种可能的游标设 置之一。确定W端和B端间的数字编程输出电阻的通用公 式如下： RL RS W RS AD5110: 6-BIT/7-BIT/8-BIT ADDRESS DECODER RWB = R BS RL RWB (D) = RL D × R AB + RW 128 底部量程(0xFF) (1) 从0x00到0x80 (2) 底部量程(0xFF) (3) 从0x00到0x40 (4) 底部量程(0xFF) (5) 从0x00到0x20 (6) AD5112: BS RWB = R BS 09582-046 B 图46. AD5110/AD5112/AD5114 RDAC电路示意图 RWB (D) = D × R AB + RW 64 AD5114: RWB = RBS 顶部量程/底部量程架构 此外，AD5110/AD5112/AD5114包括一项新功能，用于减 少端电阻。这些额外功能称为“底部量程”和“顶部量程”。 采用底部量程时，游标电阻典型值从70 Ω降至45 Ω。采用顶 部量程时，A端和W端之间的电阻减少1 LSB，总电阻则降至 70 Ω。额外步骤并不等于1 LSB，也未包含在INL、DNL、 R-INL和R-DNL规格中。 RWB (D ) = D × RAB + RW 32 其中： D为载入5/6/7位RDAC寄存器的二进制代码的十进制等效值。 RAB是端到端电阻。 RW是游标电阻。 RBS是底部量程的游标电阻。 Rev. B | Page 24 of 28 AD5110/AD5112/AD5114 AD5110: RAW = RAB + RW RAW (D ) = 128 − D × RAB + RW 128 RAW = RTS 底部量程(0xFF) (7) 从0x00到0x7F (8) 顶部量程(0x80) (9) AD5112: RAW = RAB + RW RAW (D ) = 64 − D × RAB + RW 64 RAW = RTS 32 − D × RAB + RW 32 RAW = RTS DB6 24 数据字节 DB4 DB3 22 21 DB5 23 . 从0x00到0x3F (11) 电位计分压器编程 (13) 从0x00到0x1F (14) 在底部量程或顶部量程条件下，总共存在45 Ω的有限游标 电阻。无论器件的设置如何，都应将A端和B端、W端和A 端以及W端和B端之间的电流限制为±6 mA的最大连续电流 或表6中规定的脉冲电流。否则，内部开关触点可能会出 现性能下降，甚至是发生损坏。 计算实际端到端电阻 DB0 2-3 电压输出操作 数字电位计很容易在游标至B和游标至A处产生分压器，其 电压与A至B处的输入电压成比例，如图48所示。不同于 VDD至GND的极性(必须为正)，A至B、W至A和W至B上的 电压可以是任一极性。 VI 顶部量程(0x20) (15) 其中： D为载入5/6/7位RDAC寄存器的二进制代码的十进制等效值。 RAB是端到端电阻。 RW是游标电阻。 RTS是顶部量程的游标电阻。 DB1 2-2 如果 DB[7]为0 = 负 DB[6:3]为1010 = 10 DB[2:0]为010 = 2 × 2−3 = 0.25 则 容差 = −10.25%，因此RAB = 8.975 kΩ 底部量程(0xFF) DB2 2-1 例如，如果RAB = 10 kΩ且数据回读显示01010010，那么端 到端电阻计算公式如下： (10) AD5114: RAW (D ) = DB7 Sign 底部量程(0xFF) 顶部量程(0x40) (12) RAW = RAB + RW 表11. 容差格式 A W VO B 09582-048 与机械电位计相似，W端和A端间RDAC电阻也会产生数 字控制式互补电阻RWA。RWA还会产生最大8%的绝对电阻 误差。RWA从最大电阻值开始，随着载入锁存器的数据增 大而减小。此操作的通用公式如下： 图48. 电位计模式配置 将A端连接到5 V且B端连接到地时，可在游标W至B端处产 生0 V至5 V的输出电压。以下通用公式定义针对施加于A端 和B端的任意有效输入电压，VW处相对于地的输出电压： VW (D ) = R (D ) RWB (D ) × VA + AW × VB RAB RAB (16) 电阻容差在出厂测试过程中存储到内部存储器中。因此， 可计算实际端到端电阻，针对校准、容差匹配和精密应用 极具价值。 其中： RWB(D)可从公式1至公式6获得。 RAW(D)可从公式7至公式15获得。 百分比电阻容差以定点格式并采用8-bit符号幅度二进制形 式存储。可通过执行命令6和设置Bit DB0(A0)来回读该数据。 MSB为符号位(0 = −且1 = +)，后续四位为整数部分，小数 部分由三个LSB表示，如表11所示。 在分压器模式下使用数字电位计，可提高整个温度范围内 的操作精度。与可变电阻器模式不同，输出电压主要取决 于内部电阻RAW和RWB的比值，而非绝对值。因此，温度漂 移降到5 ppm/°C。 Rev. B | Page 25 of 28 AD5110/AD5112/AD5114 端电压范围 AD5110/AD5112/AD5114内置ESD二极管来提供保护功 能。这些二极管还设置端工作电压的电压边界。A端、B端 或W端超过VDD的正信号会被正偏二极管箝位。VA、VW和 VB之间没有极性限制，但不得超过VDD或低于GND。 VDD 布局布线和电源偏置 使用紧凑且引线长度最短的布局设计始终是一种较好的做 法。连接到输入端的引线应尽可能保持直线，使导体长度 最短。接地路径应具有低电阻、低电感。用优质电容将电 源旁路也是一种较好的做法。电源处也应当运用低等效串 联电阻(ESR) 1 µF至10 µF钽电容或电解质电容，以便尽可 能减少瞬态干扰，并滤除低频纹波。图50所示为AD5110/ AD5112/AD5114的基本电源旁路配置。 A W 09582-049 B GND 和VW。只要在VDD和VLOGIC之后上电，VA、VB、VW和数字 输入的上电顺序就无关紧要。无论电源的上电时序和斜坡 速率如何，一旦VLOGIC上电，上电预设即会激活，该功能 会将EEPROM值恢复到RDAC寄存器。 图49. 由VDD 和GND设置的最大端电压 AD5110/ AD5112/ AD5114 由于会用二极管来限制A端、B端和W端(见图49)处的顺从 电压，因此必须先给VDD供电，然后再向A端、B端和W端 施加电压。否则，该二极管会正偏，以致VDD意外上电。 理想的上电时序为GND、VDD、VLOGIC、数字输入、VA、VB VDD + C2 10µF C1 0.1µF VDD VLOGIC GND 图50. 电源旁路 Rev. B | Page 26 of 28 C3 0.1µF C4 10µF + VLOGIC 09582-050 上电时序 AD5110/AD5112/AD5114 外形尺寸 1.70 1.60 1.50 2.00 BSC SQ 0.50 BSC 8 5 PIN 1 INDEX AREA 1.10 1.00 0.90 EXPOSED PAD 0.425 0.350 0.275 1 4 TOP VIEW 0.60 0.55 0.50 BOTTOM VIEW 07-11-2011-B 0.30 0.25 0.20 PIN 1 INDICATOR (R 0.15) FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. 0.05 MAX 0.02 NOM SEATING PLANE 0.175 REF 0.20 REF 图51. 8引脚架构芯片级封装[LFCSP_UD] 2.00 mm × 2.00 mm超薄体双引脚 (CP-8-10) 图示尺寸单位：mm 订购指南 型号1, 2 AD5110BCPZ10-RL7 AD5110BCPZ10-500R7 AD5110BCPZ10-1-RL7 AD5110BCPZ80-RL7 AD5110BCPZ80-500R7 AD5110BCPZ80-1-RL7 AD5112BCPZ5-RL7 AD5112BCPZ5-500R7 AD5112BCPZ5-1-RL7 AD5112BCPZ10-RL7 AD5112BCPZ10-500R7 AD5112BCPZ10-1-RL7 AD5112BCPZ80-RL7 AD5112BCPZ80-500R7 AD5112BCPZ80-1-RL7 AD5114BCPZ10-RL7 AD5114BCPZ10-500R7 AD5114BCPZ10-1-RL7 AD5114BCPZ80-RL7 AD5114BCPZ80-500R7 AD5114BCPZ80-1-RL7 EVAL-AD5110SDZ 1 2 RAB (kΩ) 10 10 10 80 80 80 5 5 5 10 10 10 80 80 80 10 10 10 80 80 80 分辨率 128 128 128 128 128 128 64 64 64 64 64 64 64 64 64 32 32 32 32 32 32 温度范围 −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C 封装描述 8引脚 LFCSP_UD 8引脚 LFCSP_UD 8引脚 LFCSP_UD 8引脚 LFCSP_UD 8引脚 LFCSP_UD 8引脚 LFCSP_UD 8引脚 LFCSP_UD 8引脚 LFCSP_UD 8引脚 LFCSP_UD 8引脚 LFCSP_UD 8引脚 LFCSP_UD 8引脚 LFCSP_UD 8引脚 LFCSP_UD 8引脚 LFCSP_UD 8引脚 LFCSP_UD 8引脚 LFCSP_UD 8引脚 LFCSP_UD 8引脚 LFCSP_UD 8引脚 LFCSP_WD 8引脚 LFCSP_WD 8引脚 LFCSP_WD 评估板 Z = 符合RoHS标准的器件。 EVAL-AD5110SDZ的RAB为10 kΩ。 Rev. B | Page 27 of 28 I2C地址 0101111 0101111 0101100 0101111 0101111 0101100 0101111 0101111 0101100 0101111 0101111 0101100 0101111 0101111 0101100 0101111 0101111 0101100 0101111 0101111 0101100 封装选项 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 CP-8-10 标识 4J 4J 4H 4L 4L 4K 7P 7P 7N 7L 7L 7K 7R 7R 7Q 81 81 80 83 83 82 AD5110/AD5112/AD5114 注释 I2C指最初由Philips Semiconductors(现为NXP Semiconductors)开发的一种通信协议。 ©2011–2012 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D09582sc-0-11/12(B) Rev. B | Page 28 of 28