單電源、低功耗的可編程窗口檢測(cè)器

電路功能與優(yōu)勢(shì)

圖1所示電路是具有可編程上限和下限的單電源、低功耗、窗口檢測(cè)器。這種電路可用于在信號(hào)超出預(yù)設(shè)限值的情況下產(chǎn)生報(bào)警， 在檢測(cè)和監(jiān)控應(yīng)用中很受歡迎。AD5668-1 八通道、低功耗、16位、緩沖電壓輸出DAC用于設(shè)置窗口限值。AD5668-1 內(nèi)置一個(gè)片內(nèi)1.25 V、5 ppm/°C基準(zhǔn)電壓源，滿量程輸出范圍為0V至2.5V。內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源通過(guò)軟件寫入使能。SPI接口用于與AD5668-1 進(jìn)行通信。

所使用的比較器是ADCMP370 通用、低功耗比較器5 V時(shí)為20W，典型值)，具有9 mV輸入失調(diào)電壓(最大值)和開(kāi)漏輸出。

圖1. 低功耗、單電源窗口檢測(cè)器(原理示意圖，所有連接和去耦均未顯示)

電路描述

圖1所示電路是上限和下限可編程窗口檢測(cè)器。上限和下限單獨(dú)載入每個(gè)DAC寄存器。該電路的主要應(yīng)用是測(cè)試外部信號(hào)是否落在編程限值范圍內(nèi)。

AD5668-1是一款八通道DAC，通道A和通道B上的輸出分別設(shè)置上限和下限。

出于測(cè)試目的，DAC C提供信號(hào)輸入。當(dāng)信號(hào)進(jìn)入由DACA和DAC B設(shè)置的區(qū)域時(shí)，TP1上的電壓變?yōu)檫壿?，LED1關(guān)閉，LED2開(kāi)啟。當(dāng)信號(hào)超出由上限和下限設(shè)置的窗口時(shí)，LED1開(kāi)啟，LED2關(guān)閉。

如果將上拉電阻連接到 ADCMP370的輸出，如果同相輸入大于反相輸入，則輸出為5 V;否則輸出為0 V。

ADCMP370具有開(kāi)漏輸出，使比較器C1和比較器C2的輸出通過(guò)“線與”方式連在一起。表1顯示了該電路的真值表。本示例中，VOUTA為上限，VOUTB為下限，且VOUTA > VOUTB。

電路工作原理如圖2所示。DAC C產(chǎn)生0 V至2.5 V三角波形，將VINC (TP2/TESTC)輸入驅(qū)動(dòng)至比較器。閾值電平由DAC A (VOUTA = 2 V)和DAC B (VOUTB = 1 V)設(shè)置。當(dāng)VINC電壓介于兩個(gè)閾值間時(shí)，TP1上的電壓變?yōu)檫壿?。

表1. 電路的真值表

圖2. VOUTA=2V，VOUTB=1V且VINC=0V至2.5V斜坡時(shí)，窗口比較器的輸出

常見(jiàn)變化

AD5668-2和 AD5668-3內(nèi)置一個(gè)2.5V、5 ppm/°C基準(zhǔn)電壓源，滿量程輸出范圍為0V至5V。

AD5668-1 和 AD5668-2內(nèi)置一個(gè)上電復(fù)位電路，用于上電至0 V，直到執(zhí)行一次有效的寫操作為止。AD5668-3 上電至中間電平。

電路評(píng)估與測(cè)試

設(shè)備要求(可以用同等設(shè)備代替)

EVAL-SDP-CB1Z系統(tǒng)演示平臺(tái)

CN-0182電路評(píng)估板(EVAL-CN0182-SDZ)

CN-0182評(píng)估軟件

TektronixTDS2024，4通道示波器

HP-E3630A0V至6V、2.55A±20V、0.5A三路輸出直流電源

PC(Windows®32位或64位)

開(kāi)始使用

將CN-0182評(píng)估軟件光盤放進(jìn)PC的光盤驅(qū)動(dòng)器，加載評(píng)估軟件。打開(kāi)“My Computer(我的電腦)”，找到包含評(píng)估軟件光盤的驅(qū)動(dòng)器，打開(kāi)Readme文件。

按照Readme文件中的說(shuō)明安裝和使用評(píng)估軟件。

功能框圖

圖3所示為測(cè)試設(shè)置的功能框圖。

圖3. 測(cè)試設(shè)置功能框圖

設(shè)置

EVAL-SDP-CB1Z 電路板上的120引腳連接器連接到 EVAL-SDP-CB1Z評(píng)估(SDP)板上的CON A或CON B連接器。使用螺絲，通過(guò)120引腳連接器兩端的孔牢牢固定這兩片板。將直流輸出電源成功設(shè)置為5 V和3.3 V輸出后，關(guān)閉電源。

在斷電情況下，將一個(gè)5 V電源連接到J1-1引腳(AVDD)，將 GND分別連接到J1-2和J2-2引腳(AGND和DGND)，將3.3 V 連接到J2-1引腳(VLOGIC)?；蛘邔㈡溌?放在位置B，以便從USB端口通過(guò)SDP板為數(shù)字電路供電(默認(rèn)設(shè)置)。本例中不需要VLOGIC。

接通電源，然后將SDP板附帶的USB電纜連接到PC上的 USB端口。注意：接通EVAL-CN0182-SDZ的直流電源之前，請(qǐng)勿將該USB電纜連接到SDP板上的微型USB連接器。

測(cè)試

設(shè)置測(cè)試設(shè)備后，將示波器探頭連接到標(biāo)記為TP1、 VOUTA、VOUTB和TP2/TESTC的測(cè)試點(diǎn)。

附帶的軟件允許設(shè)置VOUTA和VOUTB值，從而定義窗口。如果保持默認(rèn)設(shè)置，在主軟件窗口中按一下“triangle (三角)”，以在VINC上創(chuàng)建三角信號(hào)，如圖2所示。此信號(hào)的持續(xù)時(shí)間和幅度可變化?？稍赥P2/ TESTC測(cè)試點(diǎn)上觀察此信號(hào)。持續(xù)時(shí)間為1秒、VOUTA和VOUTB分別建立至 2000 mV和1000 mV時(shí)，兩個(gè)LED隨著VINC值進(jìn)入和超出限值而閃爍，如“電路描述”部分所述。AD5668-1 DAC將 VOUTA、VOUTB和VINC的最大值限制在2.5 V。

將鏈路5放在位置A允許將外部信號(hào)VINC施加于VIN引腳?？稍赥P2測(cè)試點(diǎn)上觀察此信號(hào)。此外，可在TP1測(cè)試點(diǎn)上觀察輸出。

未插入鏈路1時(shí)，輸出根據(jù)VINC相對(duì)于VOUTA的電平而變化。

表2. 跳線設(shè)置(表中粗體部分為默認(rèn)設(shè)置)