深入剖析LTC6994-1/LTC6994-2：多功能可编程延迟模块的秘密

在硬件设计领域，可编程延迟模块的需求日益增长。今天要给大家详细介绍Linear Technology推出的LTC6994-1/LTC6994-2，这两款产品属于TimerBlox®系列，是多功能的硅定时设备，在噪声鉴别、开关消抖等应用中表现出色。

文件下载：DC1562B-K.pdf

一、特性亮点

1. 延迟范围与精度

LTC6994系列的延迟范围为1µs至33.6秒，能满足不同应用场景的需求。它的延迟误差控制得相当出色：当延迟大于512µs时，误差小于2.3%；延迟在8µs至512µs之间时，误差小于3.4%；延迟在1µs至8µs之间时，误差小于5.1%。

2. 电源与电流

支持2.25V至5.5V的单电源供电，在10µs延迟时，电源电流仅70µA，具有低功耗的特点。启动时间为500µs，能够快速响应。其CMOS输出驱动器可提供20mA的源/灌电流，驱动能力较强。

3. 温度范围与封装

工作温度范围为–55°C至125°C，适用于各种恶劣环境。提供低剖面（1mm）SOT - 23（ThinSOT™）和2mm × 3mm DFN两种封装形式，方便不同的PCB布局需求。此外，该产品还通过了AEC - Q100认证，可用于汽车应用。

二、工作原理

1. 核心振荡器

LTC6994围绕一个最小周期为1µs的主振荡器构建。振荡器由SET引脚的电流（ISET）和电压（VSET）控制，转换因子为1µs/50kΩ，在典型条件下精度可达±1.7%。通过反馈回路将VSET维持在1V ± 30mV，ISET成为控制输入到输出延迟的主要手段。

2. 延迟计算

通过连接一个电阻（RSET）在SET和GND之间来产生ISET，此时主振荡器的周期公式为 (t{MASTER }=1 mu s cdot frac{R{SET }}{50 k Omega}) 。可编程分频器可将频率进一步除以1、8、64、512、4096、 (2^{15}) 、 (2^{18}) 或 (2^{21}) ，从而扩展延迟时间。延迟时间的计算公式为 (t{DELAY }=frac{N{DIV} cdot R_{SET}}{50 k Omega} cdot 1 mu s) 。

3. DIVCODE设置

DIV引脚连接到一个内部的、以V+为参考的4位A/D转换器，用于确定DIVCODE值。DIVCODE不仅决定了分频器的设置 (N_{DIV }) ，其最高位（POL）还用于配置不同的极性设置。对于LTC6994 - 1，POL = 0延迟上升沿，POL = 1延迟下降沿；对于LTC6994 - 2，POL = 1可反转输出信号。

三、应用场景

1. 噪声鉴别与脉冲限定

LTC6994可作为噪声鉴别器或脉冲限定器，通过设置合适的延迟时间，过滤掉噪声或短信号，只让符合条件的信号通过。

2. 开关消抖

在开关应用中，由于机械开关的抖动会产生不稳定的信号。LTC6994可以通过延迟输出，等待开关信号稳定后再输出，有效消除开关抖动的影响。

3. 延迟匹配

在一些电路中，需要对信号进行延迟匹配，以确保信号的同步。LTC6994能够精确地设置延迟时间，满足延迟匹配的需求。

四、设计与使用建议

1. 基本编程步骤

• 选择版本和POL位：根据需求选择LTC6994 - 1或LTC6994 - 2，并设置POL位。
• 选择 (N_{DIV }) 值：根据所需的延迟时间 (t{DELAY }) ，选择合适的 (N{DIV }) 值，范围为 (frac{t{DELAY }}{16 mu s} leq N{DIV } leq frac{t_{DELAY }}{1 mu s}) ，同时考虑功耗和精度的平衡。
• 计算并选择 (R_{SET}) 值：使用公式 (R{S E T}=frac{50 k}{1 mu s} cdot frac{t{D E L A Y}}{N{D I V}}) 计算 (R{SET}) 的值，并选择最接近的标准电阻。

  2. 电压控制与数字控制

  通过增加一个电阻，可实现外部电压对输出延迟的控制。还可以使用DAC产生控制电压，实现数字控制延迟。

  3. PCB布局与电源旁路

• 旁路电容C1应直接连接到 (V^{+}) 和GND引脚，采用低电感路径。
• 所有无源元件应放置在电路板的顶层，以减少走线电感。
• RSET应尽可能靠近SET引脚，并直接连接到GND引脚。
• 使用接地走线屏蔽SET引脚，减少辐射信号的干扰。

五、总结

LTC6994 - 1/LTC6994 - 2以其宽延迟范围、高精度、低功耗和多种封装形式，成为电子工程师在设计中解决延迟问题的理想选择。在实际应用中，通过合理的设计和布局，可以充分发挥其性能优势，为各种电子系统提供可靠的延迟解决方案。大家在使用过程中，有没有遇到过一些特殊的问题呢？可以在评论区分享交流。