1前言
DS1667內(nèi)含兩個(gè)集成電路電位器，它可以通過計(jì)數(shù)法選擇電阻元件的辦法來調(diào)整，每個(gè)電位器由256個(gè)電阻元件組成，在每一個(gè)電阻段都有可連接到游標(biāo)的抽頭。電阻陣列中游標(biāo)的位置由一個(gè)8位寄存器來設(shè)定，該寄存器控制游標(biāo)的輸出端連接在哪一個(gè)抽頭上。每一個(gè)8位寄存器通過一個(gè)3線串行口送出或接收數(shù)據(jù)位來進(jìn)行讀/寫操作。另外，兩只電位器串聯(lián)可組成一個(gè)512個(gè)電阻段的單一電位器。當(dāng)兩個(gè)電位器分開使用時(shí)，DS1667的分辨率等于電阻器的阻值除以256。當(dāng)電位器串聯(lián)時(shí)，電阻器的阻值是原來的2倍，但分辨率不變。DS1667中包含2個(gè)高增益寬帶運(yùn)算放大器，每一個(gè)運(yùn)算放大器各有一個(gè)同相和反相輸入端，一個(gè)輸出端，供用戶設(shè)計(jì)使用。運(yùn)算放大器和電位器共同完成某些功能，如模/數(shù)轉(zhuǎn)換，數(shù)/模轉(zhuǎn)換、可變?cè)鲆娣糯笃?、可變頻率振蕩器等等。
2引腳排列及說明
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(biāo)端
COUT級(jí)聯(lián)的串口輸出端
VB運(yùn)算放大器的負(fù)電源端
NINV0、NINV1運(yùn)算放大器同相輸入端
SOUT堆棧結(jié)構(gòu)的游標(biāo)輸出端
INV0、INV1運(yùn)算放大器反相輸入端
RST串口復(fù)位輸入端
OUT0、OUT1運(yùn)算放大器輸出端
3主要特點(diǎn)
這種數(shù)字電位器的主要特點(diǎn)如下：
·兩個(gè)用數(shù)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)起來可提供附加分辨率
圖1DS1667的引腳排列
圖2原理框圖
·上電時(shí)游標(biāo)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(bǔ)償可以達(dá)到±20％
·兩個(gè)高增益的寬帶運(yùn)算放大器
·低功耗的CMOS設(shè)計(jì)
·應(yīng)用模/數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)/模轉(zhuǎn)換、可變頻率的振蕩器、可變?cè)鲆娴姆糯笃鞯?
·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(shù)字電位器部分的工作原理
DS1667數(shù)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(biāo)，它由一個(gè)包含在8位寄存器中的數(shù)值來設(shè)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，也就是說，電位器0的高端連接到電位器1的低端，作為堆棧電位器，堆棧選擇位用來選擇哪個(gè)電位器的游標(biāo)將出現(xiàn)在多路輸出端SOUT。如果0寫進(jìn)堆棧多路輸出分配器，將連接游標(biāo)0到SOUT引腳。這個(gè)游標(biāo)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被寫進(jìn)堆棧多路輸出分配器，將選擇游標(biāo)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17位I/O移位寄存器，數(shù)據(jù)可以從游標(biāo)0和游標(biāo)1寄存器以及堆棧選擇位中讀出或?qū)懭?。I/O移位寄存器是3線串行口負(fù)載，而3線串行口由RST、DQ和CLK組成。它通過傳送17位數(shù)而修改數(shù)據(jù)。只有當(dāng)RST輸入高電平時(shí)，才允許通過DQ引腳串行寫入數(shù)據(jù)。在RST端變?yōu)榈碗娖揭郧?，電位器總保持以前的?shù)值不變。當(dāng)RST變?yōu)榈碗娖胶?，電位器的?shù)值才會(huì)改變，當(dāng)RST輸入為低電平時(shí)，DQ和CLK輸入不起作用。
當(dāng)RST是高電平時(shí)，CLK輸入端由低到高轉(zhuǎn)變，有效數(shù)據(jù)被寫進(jìn)I/O移位寄存器。無論時(shí)鐘輸入是高電平還是低電平，DQ引腳的輸入數(shù)據(jù)都可以改變，而只有滿足設(shè)置要求時(shí)DQ引腳的數(shù)值才被送入移位寄存器。數(shù)據(jù)寫入總是以堆棧選擇位的數(shù)值開始的。送入的下一個(gè)8位是規(guī)定電位器1的游標(biāo)設(shè)定數(shù)值，這8位數(shù)據(jù)的最高有效位首先送出，接下來的8位是規(guī)定電位器0的游標(biāo)的設(shè)定數(shù)值，首先送出的也是最高有效位。送入的第17位數(shù)據(jù)，是游標(biāo)0設(shè)定的最低有效位。如果寫進(jìn)的數(shù)據(jù)少于17位數(shù)，電位器設(shè)置的數(shù)值將是被寫進(jìn)的數(shù)據(jù)加上以前未轉(zhuǎn)換的保留位。如果寫進(jìn)的數(shù)據(jù)大于17位，最后的17位數(shù)據(jù)留在移位寄存器中。因此，如果送進(jìn)的數(shù)據(jù)不是17位，將導(dǎo)致電位器設(shè)置不準(zhǔn)確。
當(dāng)多位數(shù)據(jù)被寫進(jìn)移位寄存器時(shí)，以前的數(shù)據(jù)通過級(jí)聯(lián)串行口引腳COUT逐位移出，通過連接一個(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。
圖3寫數(shù)據(jù)
圖4級(jí)聯(lián)多個(gè)器件
圖5讀數(shù)據(jù)
圖6可編程序的差動(dòng)放大器
讀數(shù)據(jù)時(shí)，DQ引腳處于懸浮狀態(tài)。當(dāng)RST保持低電平時(shí)，位17總是出現(xiàn)在COUT引腳，它通過電阻器反饋回DQ引腳（如圖4），該數(shù)據(jù)通過讀設(shè)備讀出。RST引腳變成高電平則啟動(dòng)數(shù)據(jù)的傳送。CLK輸入端從低到高轉(zhuǎn)變時(shí)，位17被送進(jìn)I/O移位寄存器的第一位，位16出現(xiàn)在COUT引腳和DQ引腳。當(dāng)17位全部傳送完后，數(shù)據(jù)已完全移至初始位置。當(dāng)RST變回低電平以結(jié)束數(shù)據(jù)傳送時(shí)，數(shù)據(jù)（類似于讀發(fā)生以前的數(shù)值）被送進(jìn)游標(biāo)0、游標(biāo)1的寄存器和堆棧選擇位。
對(duì)于DS1667，每次加電應(yīng)用時(shí)，電位器的游標(biāo)設(shè)置在一半的位置，堆棧選擇位設(shè)置在零點(diǎn)。
5運(yùn)算放大器
DS1667包含兩個(gè)理想運(yùn)算放大器，它的工作電壓是5V或±5V（如圖1），內(nèi)部電阻分壓器設(shè)定運(yùn)算放大器的內(nèi)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(shù)
?。?）極限工作條件
任意引腳相對(duì)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(shù)
符號(hào)
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(fù)極電壓
VB
－5.5
GND
V
電阻器輸入端
L、H、W
VB－0.5
VCC＋0.5
V ?。?）運(yùn)算放大器的主要電氣特性
運(yùn)算放大器的主要電氣特性如表2所示。
表2運(yùn)算放大器的電氣特性
參數(shù)
符號(hào)
最小值
典型值
最大值
單位
輸入失調(diào)電壓
VOS
5
10
V
輸入失調(diào)電壓漂移
VOSD
10
μv/℃
共模抑制比
CMR
62
dB
輸入共模電壓范圍
CCCM
VB＋1.5
VCC
V
輸出擺幅
VSWGH
4.7
V
單位增益帶寬乘積
GBP
2.5
MHz 7應(yīng)用實(shí)例
因DS1667是數(shù)字控制和可編程序的，所以它們主要應(yīng)用在自動(dòng)控制方面，作為固定增益衰減器，可變?cè)鲆娣糯笃骱筒顒?dòng)放大器，如圖6所示。根據(jù)需要可以更準(zhǔn)確、更靈活、更高速地工作。DS1667有兩個(gè)獨(dú)立的電位器可以利用，有兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)算放大器可以和電位器連接起來使用，也可分開使用。
