数字校准使自动化测试变得容易;校准常见问题

本应用说明解释了校准使产品准确、安全且经济实惠。它为制造业和公司提供了许多实实在在的好处。在讨论了数字校准的好处之后，本文回答了一些常见问题解答。

介绍

测试和调整无处不在，以确保IC质量。电子设备可以加速测试并使调整变得容易。

以上陈述用非常简单的术语讲述了一个故事。校准使产品准确、安全且经济实惠。它允许制造商以具有竞争力的价格提供最佳设备。Maxim种类繁多的数字校准器件可实现快速的自动化测试和调整。

电子校准可以在许多方面降低成本。校准为制造和母公司提供了几个明显的优势。它有助于确保零件符合制造公差。因此，公司可以指定更便宜的组件，减少测试时间，提高可靠性并降低保修成本。随之而来的是客户满意度的提高、客户退货的减少和更快的产品交付。

数字控制校准设备和电位计（电位器、DPot 和 CDPot）正在取代许多产品中的机械电位器。优点是减少了测试时间和费用，因为消除了人为错误。数字校准设备对振动、灰尘、污垢和湿气不敏感，这可能导致机械电位器故障。这种可靠性的提高可以减少产品责任问题并提高产品安全性。此外，电子校准设备的小尺寸有利于小型电路板布局和便携式设备。

校准电路常见问题

什么是校准设备？

校准器件是具有可预测上电复位（POR）条件的可调部件。通常，POR会读取存储在器件非易失性（NV）存储器中的值。POR为零、中量程或满量程的替代器件也可用于选定的电路。

数字锅如何工作？

数字电位计是一种固态器件，由一串电阻和一系列开关组成（图 1）。它模拟机械电位计，在给定时间只有一个游标开关接通。数字电位器通过SPI、™ I²C或上/下数字接口进行控制。

图1.MAX5474/MAX5475 NV数字电位器具有超低温度漂移。

图 2 显示了具有并行 n 沟道和 p 沟道 MOSFET 的典型模拟开关的内部结构以及该对的导通电阻（图 3）。与开关相比，DPot通常在较低的电压下工作，但这说明了这一概念。图4是保护集成电路（IC）的简化典型静电放电（ESD）结构。游标电容是单个导通开关的电容，与关断开关的所有电容并联。在图4中，C部分是连接到所有三个电位器信号引脚的典型电路。这意味着电位器上的电压需要在地电位以下0.3V和正电源引脚上方0.3V之间。

图2.典型模拟开关的内部结构示意图。

图3.导通电阻与 V在适用于图 2 中的 n 沟道和 p 沟道 MOSFET。

图4.用于保护IC的典型ESD结构。

使用校准的数字电位器时需要考虑什么？

虽然CDPot在工作期间消耗的电流非常小，但一定要用电容去耦电源。

在写入NV存储器期间，将使用更多的电流。阅读数据手册，了解写入所需的电流量和时间。在断开电源之前，请注意留出足够的时间完成写入。

游标开关很小，可降低电容;通过它们吸收电流会产生非线性。遵守数据手册中器件的电流限值，但请记住，最佳设计具有零游标电流。

图 5A 显示了使用 CDPot 的最常见方法。最好在电位器的地端添加一个串联电阻，因为这可以防止调节电位器，使负运算放大器引脚处于地位。将负输入接地可有效打开反馈路径。运算放大器和电路杂散元件的开环增益将导致运算放大器振荡。请记住，游标电容也连接到运算放大器的负输入端。

游标电容和电位电阻输出的反馈部分形成一个低通滤波器极点。该滤波器通常低于几百千赫兹。高于滤波器截止频率，反馈路径再次打开，将发生振荡。通过选择增益带宽低于滤波器截止频率的运算放大器，可以防止这种情况发生。电位器的带宽可以扩展，图5B是一种替代设计，将电位器用作衰减器，后接增益级。这种方法的优点是按比例使用电位器，即减小了端到端电阻容差的影响，提高了温度系数。图5C显示游标连接到运算放大器的负输入。通过将游标连接到运算放大器的输出引脚来简单地反转电位器是一种更好的设计，因为运算放大器的输出比输入更能容忍游标电容。

图5.用于数字电位器的三个常用电路块。

我可以在校准电路中使用带有易失性存储器的器件吗？

是的，但这取决于应用程序。例如，许多系统都有一个处理器和主存储器，用于在 POR 引导系统操作。此启动条件可以包括系统测试和校准。来自启动测试的值或先前记忆的值可以写入POR可调设备中的易失性存储器。

如何指定校准部件？

Maxim在常用首字母缩略词之前添加了用于校准的C。CDPot是一个校准数字电位器。华助会是一种校准数模转换器。CRef 是校准基准电压源。E²CRef是Maxim独有的EEPROM基准电压源。E²CRef使用数字无限采样保持电路存储电压。切换单个引脚以 11 位精度复制输出上的输入电压。

审核编辑：郭婷