19-2088; Rev 1; 10/01 KIT ATION EVALU LE B A IL A AV 概要 ___________________________________ 特長 _______________________________ MAX1455は、抵抗素子センサ用の高集積化された 自動車用アナログセンサ信号プロセッサです。MAX1455 は、全体的性能をセンサ本来の再現性へ近づけることを 可能にする増幅、キャリブレーション、及び温度補償を 提供します。完全アナログ信号経路は、内蔵16ビット D/Aコンバータ(DAC)を使ってディジタルトリミングを 可能にする一方、出力信号における量子化ノイズを許容 しません。また、オフセット及びスパンも16ビットDAC を使ってキャリブレーションされるのでセンサ製品が 真に交換可能となります。 ◆ 増幅、キャリブレーション、及び温度補償を提供 MAX1455アーキテクチャには、プログラマブルな センサ励磁、1 6ステッププログラマブル利得アンプ (PGA)、768バイト(6144ビット)内部EEPROM、4つ の16ビットDAC、汎用オペアンプ、及び内蔵温度センサ が含まれています。オフセット及びスパン補償の他に、 MAX1455は試験費用を最小限に抑える一方、優れた フレキシビリティを提供するために開発された、独自の 温度補償方式を提供します。 ◆ 選択可能な出力クリッピングリミット ◆ 5mV/Vから40mV/Vまでのセンサ出力感度に対応 ◆ 単一ピンディジタルプログラミング ◆ 外付けトリム部品不要 ◆ 16ビットオフセット及び スパンキャリブレーション分解能 ◆ 完全アナログ信号経路 ◆ PRTブリッジを温度補正入力に使用可能 ◆ 内蔵ルックアップ表でマルチポイント キャリブレーション温度補正をサポート ◆ 高速3.2kHz周波数応答 ◆ 内蔵汎用オペアンプ ◆ Secure-LockTMによるデータ破損防止 MAX1455は、ダイ形式、16ピンSSOP及びTSSOP パッケージで提供されています。 カスタム化 __________________________ マキシム社は大量生産アプリケーション用にMAX1455 をカスタム化できます。2000以上のセンサ特定機能 ブロックからなる当社の専用セルライブラリを使って、 改良型MAX1455のソリューションを迅速に提供する ことが可能です。詳細に関してはマキシム社までご連絡 ください。 アプリケーション_____________________ 圧力センサ及びトランスデューサ ピエゾ抵抗シリコンセンサ 歪みゲージ 抵抗素子センサ 加速度計 湿度センサ MR及びGMRセンサ 出力 _______________________________ レシオメトリック電圧出力 プログラマブル出力クリップリミット 詳細なファンクションダイアグラムはデータシートの最後に あります。 Secure-LockはMaxim Integrated Products, Inc.の商標です。 型番 _______________________________ PART TEMP. RANGE PIN-PACKAGE MAX1455EUE* -40°C to +85°C 16 TSSOP MAX1455AUE* -40°C to +125°C 16 TSSOP MAX1455EAE -40°C to +85°C 16 SSOP MAX1455AAE -40°C to +125°C 16 SSOP MAX1455C/D -40°C to +85°C Dice** *Future product—contact factory for availability. **Dice are tested at TA = +25°C, DC parameters only. ピン配置 ____________________________ TOP VIEW TEST1 1 16 TEST2 OUT 2 15 TEST3 INP 3 14 TEST4 BDR 4 MAX1455 13 DIO INM 5 12 UNLOCK VSS 6 11 VDD2 VDD1 7 10 AMP- AMP+ 8 9 AMPOUT SSOP/TSSOP ________________________________________________________________ Maxim Integrated Products 1 本データシートに記載された内容は、英語によるマキシム社の公式なデータシートを翻訳したものです。翻訳により生じる相違及び誤りに ついての責任は負いかねます。正確な内容の把握にはマキシム社の英語のデータシートをご参照下さい。 無料サンプル及び最新版データシートの入手にはマキシム社のホームページをご利用下さい。www.maxim-ic.com MAX1455 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ MAX1455 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS Supply Voltage, VDD_ to VSS .......................................-0.3V, +6V VDD1 - VDD2 ..............................................................-0.3V, +0.6V All Other Pins..................................(VSS - 0.3V) to (VDD_ + 0.3V) Short-Circuit Duration, OUT, BDR, AMPOUT .............Continuous Continuous Power Dissipation (TA = +70°C) 16-Pin SSOP (derate 8.00mW/°C above +70°C) .........640mW Operating Temperature Ranges (TMIN to TMAX) MAX1455EUE ..................................................-40°C to +85°C MAX1455AUE ................................................-40°C to +125°C MAX1455C/D ...................................................-40°C to +85°C MAX1455EAE ..................................................-40°C to +85°C MAX1455AAE ................................................-40°C to +125°C Storage Temperature Range .............................-65°C to +150°C Lead Temperature (soldering, 10s) ................................ +300°C Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability. ELECTRICAL CHARACTERISTICS (VDD = +5V, VSS = 0, TA = +25°C, unless otherwise noted.) PARAMETER SYMBOL CONDITIONS MIN TYP MAX UNITS 4.5 5.0 5.5 V 3.0 6.0 mA 1 1.15 MHz GENERAL CHARACTERISTICS Supply Voltage VDD Supply Current IDD Oscillator Frequency fOSC IDD1 + IDD2 (Note 1) 0.85 ANALOG INPUT Input Impedance RIN Input-Referred Adjustable Offset Range Offset TC = 0 (Note 2), minimum gain Input-Referred Offset Tempco TA = TMIN to TMAX 1 MΩ ±150 mV ±1 µV/°C 0.025 % Specified for common-mode voltages between VSS and VDD 90 dB Minimum Input-Referred FSO Range (Note 3) 7 mV/V Maximum Input-Referred FSO Range (Note 3) 40 mV/V Minimum Differential SignalGain Range PGA [3:0] = 0000 39 V/V Maximum Differential SignalGain Range PGA [3:0] = 1111 234 V/V Amplifier Gain Nonlinearity Common-Mode Rejection Ratio CMRR ANALOG OUTPUT Clip[1:0] = 00 Output Clip Voltage Settings VOUT No load, TA = TMIN to TMAX Clip[1:0] = 01 Clip[1:0] = 10 Clip[1:0] = 11 Load Current Source 2 Low 0.10 High 4.90 Low 0.15 High 4.85 Low 0.20 High 4.80 Low 0.25 High 4.75 VOUT = +0.5V to +4.5V, TA = TMIN to TMAX, Clip[1:0] = 00 _______________________________________________________________________________________ V 1 mA 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ (VDD = +5V, VSS = 0, TA = +25°C, unless otherwise noted.) PARAMETER SYMBOL CONDITIONS MIN TYP VOUT = +0.5V to +4.5V, TA = TMIN to TMAX, Clip[1:0] = 00 Load Current Sink MAX UNITS 2 mA 1 Ω Offset DAC Output Ratio ∆VOUT/∆ODAC 1.0 V/V Offset TC DAC Output Ratio ∆VOUT/∆OTCDAC 1.0 V/V Step Response 0% to 63% of final value 300 DC Output Impedance Output Capacitive Load µs 1000 DC to 1kHz (gain = minimum, source impedance = 5kΩ) Output Noise 2.5 nF mVRMS BRIDGE DRIVE Bridge Current IBDR VBDR ≤ 3.75V 0.1 Current Mirror Ratio Minimum FSODAC Code Recommended minimum value 0.5 2 mA 12 mA/mA 4000 Hex DIGITAL-TO-ANALOG CONVERTERS DAC Resolution 16 Bits ODAC Bit Weight ∆VOUT / ∆CODE, DAC reference = VDD = +5.0V (Note 4) 153 µV/Bit OTCDAC Bit Weight ∆VOUT / ∆CODE, DAC reference = VBDR = 2.5V (Note 4) 76 µV/Bit FSODAC Bit Weight ∆VOUT / ∆CODE, DAC reference = VDD = +5.0V (Note 4) 153 µV/Bit FSOTCDAC Bit Weight ∆VOUT / ∆CODE, DAC reference = VBDR = 2.5V (Note 4) 76 µV/Bit IRODAC Resolution Excluding sign bit 3 Bits IRODAC Bit Weight ∆VOUT/∆CODE, input referred, DAC reference = VDD = +5.0V (Note 4) 9 mV/Bit COARSE-OFFSET DAC INTERNAL RESISTORS Current-Source Reference RISRC 75 kΩ Full-Span Output (FSO) Trim Resistor ∆RSTC 75 kΩ Resistor Temperature Coefficient Applies to RISRC and ∆RSTC 1333 ppm/°C Minimum Resistance Value Applies to RISRC and ∆RSTC 60 kΩ Maximum Resistance Value Applies to RISRC and ∆RSTC 90 kΩ Resistor Matching RISRC to ∆RSTC 1 % AUXILIARY OP AMP Open-Loop Gain 90 Input Common-Mode Range Output Swing VCM No load, TA = TMIN to TMAX dB VSS VDD V VSS + 0.01 VDD 0.01 V _______________________________________________________________________________________ 3 MAX1455 ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued) ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued) (VDD = +5V, VSS = 0, TA = +25°C, unless otherwise noted.) PARAMETER SYMBOL Output Current Drive CONDITIONS MIN VOUT = (VSS + 0.25) to (VDD - 0.25) Common-Mode Rejection Ratio CMRR Input Offset Voltage MAX UNITS +1 mA 70 ±1 TA = +25°C VIN = 2.5V unity-gain buffer (Note 5) VOS TYP -1 VCM = VSS to VDD dB ±20 ±25 TA = TMIN to TMAX Unity-Gain Bandwidth mV 2 MHz 8 Bits TEMPERATURE-TO-DIGITAL CONVERTER Temperature ADC Resolution Offset ±3 Bits Gain 1.45 °C/Bit ±1 LSB Lowest Digital Output 00 Hex Highest Digital Output AF Hex 10k Cycles Nonlinearity EEPROM Maximum Erase/Write Cycles (Notes 6, 7) Erase Time (Note 8) Note 1: Note 2: Note 3: Note 4: Note 5: Note 6: Note 7: Note 8: 7.1 ms Excludes sensor or load current. This is the maximum allowable sensor offset. This is the sensor’s sensitivity normalized to its drive voltage, assuming a desired full-span output of 4V and a bridge voltage of 2.5V. Bit weight is ratiometric to VDD. All units production tested at TA = +25°C. Limits over temperature are guaranteed by design. Programming of the EEPROM at temperatures below +70°C is recommended. For operation above +70°C, limit erase/write cycle to 100. All erase commands require 7.1ms minimum time. 標準動作特性 _______________________________________________________________ (VDD_ = +5V, VSS = 0, TA = +25°C, unless otherwise noted.) 1.0 0.5 0 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 -2.5 2.5 MAX1455 toc02 1.5 OUTPUT ERROR FROM STRAIGHT LINE (mV) MAX1455 toc01 2.0 ODAC = +6000HEX OTCDAC = 0 FSODAC = 6000HEX FSOTCDAC = 8000HEX IRO = 2HEX PGA = 0 INP - INM SHORTED TOGETHER PGA = 0HEX OUT 10mV/div 0 -2.5 -5.0 0 10k 20k 30k 40k DAC CODE 4 OUTPUT NOISE AMPLIFIER GAIN NONLINEARITY 5.0 50k 60k 70k MAX1455 toc03 OFFSET DAC DNL 2.5 DNL (mV) MAX1455 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ -50 -30 -10 10 30 50 400µs/div INPUT VOLTAGE [INP - INM] (mV) _______________________________________________________________________________________ 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ 機 能 FUNCTION 端子 PIN 名称 NAME 1, 15, 16 TEST1, TEST3, TEST2 2 OUT Analog Output. Internal voltage nodes can be accessed in digital mode. OUT can be parallel アナログ出力。内部電圧ノードはディジタルモードでアクセス可能です。OUTはDIOに並列接続可能 です。出力ノイズを減少させるため0.1µFコンデンサを使ってOUTをグラウンドへバイパスします。 connected to DIO. Bypass OUT to ground with a 0.1µF capacitor to reduce output noise. 3 INP ポジティブ入力。コンフィギュレーションレジスタによってINMへスワップ可能です。 Positive Input. Can be swapped to INM by the Configuration register. 4 BDR ブリッジドライブ出力。 Bridge Drive Output 5 INM ネガティブ入力。コンフィギュレーションレジスタによってINPへスワップ可能です。 Negative Input. Can be swapped to INP by the Configuration register. 6 VSS 負の電源電圧。 Negative Supply Voltage 正の電源電圧1。0.1µFコンデンサをV Positive Supply Voltage 1. Connect a 0.1µF capacitor from VDD to VSS. DDからV SSへ接続してください。 テスト用端子。V Test Pins. Connect to VSS or leave unconnected. SSに接続するか、または接続しないでください。 7 VDD1 8 AMP+ 9 AMPOUT 10 AMP- Auxiliary Op Amp Negative Input 補助オペアンプのネガティブ入力。 11 VDD2 Positive Supply Voltage 2. Connect DD2 a 0.47µF from VDD2 to VSSDD2 . Connect DD2 to VDD1 or 電源電圧2。0.47µFコンデンサをV からVcapacitor をVDD1Vへ接続するか、 SSへ接続してください。V for improved noise performance, connect DD1 a 1kΩ resistor to VDD1. へ接続してください。 またはノイズ性能改善のため1kΩ抵抗をV 12 UNLOCK Secure-Lock Disable. There is a 150µA pulldown to VSS. Connect to VDD to disable Secure-Lock セキュアロックディセーブル。V SSに対する150µAのプルダウンがあります。 セキュアロックをディセーブルにしシリアル通信を可能にするためにV and enable serial communication. DDへ接続してください。 13 DIO Digital Input Output. Single-pin serial communication port. There are no internal pullups on DIO. ディジタル入出力用単ピンシリアル通信ポート。DIO上に内部プルアップなし。 に接続してください。 ディジタルモードにして、プルアップ抵抗をDIOからV mode. Connect pullup resistor from DIO to VDD when in digitalDD 14 TEST4 補助オペアンプのポジティブ入力。 Auxiliary Op Amp Positive Input Auxiliary Op Amp Output 補助オペアンプの出力。 Test Pin. Do not connect. テスト用端子。接続しないでください。 詳細 _______________________________ MAX1455は、全体的性能をセンサ本来の再現性へ 近づけることを可能にする増幅、キャリブレーション、 及び温度補償を提供します。完全アナログ信号経路は、 内蔵1 6ビットDACを使ってディジタルトリミングを 可能にする一方、出力信号における量子化ノイズを許容 しません。MAX1455には、0.1V/4.9Vから0.25Ｖ/ 4.75Ｖまでのディスクリート50mVステップによる、 選択可能なハイ/ロークリッピング限界設定が含まれて います。オフセット及びスパンは、+0.02%内のスパン でキャリブレーションが可能です。 MAX1455アーキテクチャには、設定可能なセンサ励磁、 1 6ステッププログラマブル利得アンプ(PGA)、768 バイト(6144ビット)内蔵EEPROM、4つの16ビット DAC、汎用オペアンプ、及び内蔵温度センサが含まれて います。オフセット及びスパン補償の他に、MAX1455 は試験費用を最小限に抑える一方、優れたフレキシビリ ティを提供するために開発された、独自の温度補償方式 を提供します。 センサを補償するために1から114の温度点を選択でき ます。これによって、センサ補償の許容範囲がシンプルな 1次線形補正、または異常な温度曲線にもマッチ可能に なります。最高1 1 4の独立した1 6ビットEEPROM ロケーションを設定すると、‐40℃から+125℃の温度 範囲内で、1.5℃刻みで性能を補正します。特徴のある 温度性能を呈するセンサについては、温度曲線を定義 する予め設定された値とともに選択されたいくつかの キャリブレーションポイントを使うことが可能です。 センサ及びMAX1455はキャリブレーション中と使用中 の温度が同一でなければなりません。これによって、 エレクトロニクスとセンサの誤差が一緒に補償され、 性能が最適化されます。センサとエレクトロニクスが 異なる温度のアプリケーションについては、MAX1455は センサブリッジを温度誤差補正の入力として使用でき ます。 単一ピンのシリアルDIO通信アーキテクチャ、及びセンサ 出力信号と活動をタイムシェアする機能は、OUTとDIO を並列接続することにより単一ラインで出力センシング 及びキャリブレーションプログラミングを可能にします。 MAX1455は、センサがキャリブレーションされた後、 センサ係数及び5 2バイトユーザ定義可能EEPROM データは修正できないようにセキュアロック機能を装備 しています。また、セキュアロック機能はUNLOCKピン でロジックハイにアサートすることにより、工場での 再加工及び再キャリブレーションを可能にするハード ウェアオーバーライドを提供しています。 _______________________________________________________________________________________ 5 MAX1455 端子説明 ___________________________________________________________________ IRO DAC MAX1455は、ユーザが内部768x8のEEPROM (6144ビット)に保存したキャリブレーション係数の 16ビットDACを４つ使用します。このメモリには、16 ビット幅のワードで以下の情報が含まれています： • コンフィギュレーションレジスタ • オフセットキャリブレーション係数表 • オフセット温度係数レジスタ • FSOキャリブレーション係数表 • FSO温度補正レジスタ • 顧客の製造データ(例えば、シリアル番号と日付)の プログラミング用に未使用の52バイト(416ビット） オフセット補正 初期オフセット補正は、信号利得アンプの入力段で粗 オフセット設定によって行われます。最終オフセット 補正は、176の1 6ビットエントリで温度指数ルック アップ表を使用して行われます。内蔵温度センサは表 から、‐40℃から+125℃の範囲で約1.5℃の指標付け 分解能のユニークな1 6ビットオフセットトリム値を 提供します。内蔵温度センサはミリ秒単位でEEPROM のオフセットルックアップ表へインデックスを提供し、 6 MAX1455 OSCILLATOR CLIP-TOP INP ∑ PGA TEST 1 TEST 2 TEST 3 TEST 4 OUT INM CLIP-BOT CURRENT SOURCE ANAMUX BDR TEMP SENSOR 周波数応答は、汎用のオペアンプ及びシンプルな受動 素子を使うことによって、ユーザが帯域幅3.2kHz未満 の値に調整することができます。 MAX1455(図1)は、センサ信号用のアナログ増幅経路を 提供します。これは非直線性温度補正用にディジタル 制御されるアナログ経路を使います。PRTアプリケー ションには、一次温度補正のためにアナログアーキテク チャを利用できます。PGAのオフセット及び利得を変え、 又、センサブリッジ励磁電流又は電圧を変えることに よってキャリブレーション及び補正が可能です。PGAは、 約3µV分解能(16ビット)で+150mV以上の入力換算オフ セットトリミング範囲のスイッチトコンデンサCMOS テクノロジーを利用しています。PGAは16ステップで 39V/Vから234V/Vまでの利得値を提供します。 BIAS GENERATOR 8-BIT A/D VDD1 VDD2 DIO UNLOCK VSS CONTROL 176-POINT TEMPERATUREINDEXED FSO COEFFICIENTS 176-POINT TEMPERATUREINDEXED OFFSET COEFFICIENTS 416 BITS FOR USER DATA CONFIG REG 6144-BIT EEPROM 16-BIT DAC - FSO MAX1455により、1つの試験ステーションで完全な キャリブレーション及びセンサ検証を実行することが 可能になります。一旦キャリブレーション係数がASICに 保存されると、通常のQA検査の一部として性能を検証 するため、又は個別センサに関する最終試験データを 生成するために、再試験をすることも可能です。更に マキシム社は製品化の時間短縮のためパイロット生産 試験システムを開発しました。MAX1455のエンジニア リング試験評価、及びパイロット生産は、社内の試験 機能を開発するコストと時間を使うことなく実行でき ます。追加情報についてはマキシム社までご連絡くだ さい。 16-BIT DAC - OFFSET 16-BIT DAC - OFFSET TC 16-BIT DAC - FSO TC MAX1455 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ AMPAMPOUT AMP+ 図1. ファンクションダイアグラム 結果値は、オフセットDACレジスタへ移行されます。 結果的に生じた値は、PGA出力のサミングジャンク ションに入力され、+76µV(+0.0019% FSO)の分解能 でセンサオフセットを補償します。オフセットTCDACが ゼロに設定されている場合、最大温度誤差はセンサの 温度ドリフトの1℃に相当し、オフセットDACが1.5℃毎 にセンサを補正したとみなされます。温度指標境界は 規定された絶対最大定格外にあります。最小指標値は 近似-69℃に対応する00hexです。最大指標値はAFhex で、ルックアップ表最高のエントリです。近似+184℃ 以上の全温度がルックアップ表最高の指数値を出力し ます。指標循環誤差は発生しません。 FSO補正 2つの機能ブロックはFSO利得キャリブレーションを 制御します。まず、粗の利得がPGA利得をディジタルで 選択することによって設定されます。次に、FSODACが センサブリッジ電流または電圧を、EEPROMのFSO ルックアップ表に対する温度指数対照値から得たディ ジタル入力を使って設定します。FSO補正は、176の 16ビットエントリで温度指数のルックアップ表を通して 行われます。内蔵温度センサは、‐40℃から+125℃の 範囲で約1.5℃毎に１つの16ビット値に近似する指標 分解能を使って、表からのユニークなFSOトリムを提供 します。温度指標境界は、規定される絶対最大定格外 _______________________________________________________________________________________ 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ 線形及び非線形温度補償 16ビットキャリブレーション係数をオフセットTC及び FSOTCレジスタへ書き込むことによって、一次温度誤差 が補償されます。ピエゾ抵抗センサは、センサの温度 係数抵抗(TCR)による温度依存性ブリッジ電圧の結果 生じた電流源によって電力供給されています。オフ セットTCDAC及びFSOTCDACのリファレンス入力は、 ブリッジ電圧に接続されています。DAC出力電圧は、 温度変化にともなうブリッジ電圧をトラッキングし、 オフセットTC及びFSOTCディジタルコード及び温度 依存性のブリッジ電圧を一部変化させることにより、 一次温度誤差を補償します。 FSO温度補償用の内部フィードバック抵抗(R ISRC及び RSTC )は、75kΩに設定されています。 必要なオフセットTC及びFSOTC補償係数を計算する ために、2つの試験温度が必要です。それぞれの温度で 最低2回測定をした後、キャリブレーションソフトウェア (ホストコンピュータ内)が補正係数を計算して内部 EEPROMに書込みます。 0000 hexからF F FF hex範囲の係数及び+5Vリファ レンス参照電圧で、各DACの分解能は76µVです。DAC のうち２つ(オフセットTC及びFSOTC)はセンサブリッジ 電圧をリファレンス電圧として利用します。センサ ブリッジ電圧はおよそ+2.5Vに設定されているので、 FSOTC及びオフセットTCは33µV以下のステップサイズ を呈します。 高精度のアプリケーション(誤差0.25%以下)に関しては、 一次オフセットTC及びFSOTCはオフセットTC及び FSOTCDAC、又ルックアップ表の残留高次項によって 補償されるべきです。オフセット及びFSO補償DACは、 温度が係数ルックアップ表によってアドレスポインタを 示す時、およそ1.5℃の温度変化についてユニークな 補償値を提供します。オフセットの変更はFSOに影響を 与えません、しかしながら、FSOの変更はブリッジの 性質からオフセットに影響します。温度はMAX1455 ダイとブリッジセンサの両方で測定されます。ブリッジ センサ温度を使って一次温度誤差を補償することが推薦 されます。 標準レシオメトリック動作回路 ___________ レシオメトリック出力設定は電源電圧に比例する出力を 提供します。この出力は電源電圧から独立したディジ タル値を出すためにレシオメトリックADCへの適用が 可能になります。レシオメトリック性はバッテリ動作の 装置、自動車、及び一部の産業アプリケーションに おいて重要な要素です。 MAX1455は少ない外付け部品点数で(図2)、高性能の レシオメトリック出力を提供します。外付け部品には 以下のものが含まれます： • 電源バイパスコンデンサ１つ • オプションの出力EMI抑制コンデンサ１つ 標準非レシオメトリック動作回路 (5.5VDC＜VPWR＜28VDC) ___________ 非レシオメトリック出力設定は、センサ電力が広範囲に 変化することを可能にします。MAX1615のような低 ドロップアウト電圧レギュレータが安定電圧供給と MAX1455のためのリファレンス電圧を提供する回路に 組み込まれます。標準的な例が図3に示されています。 非レシオメトリック動作は、広範囲の入力電圧が期待 され、システムA/Dまたはリードアウトデバイスがレシ オメトリック動作を可能にしない場合に役に立ちます。 内部キャリブレーションレジスタ MAX1455にはEEPROMからロードされるか、または シリアルディジタルインタフェースからロードされる 16ビット内部キャリブレーションレジスタ(ICR)が5つ あります。 3つの異なる状況下でデータをICRへロードすることが できます。 通常動作、パワーオン初期化シーケンス： • MAX1455はキャリブレーションが済み、セキュア ロックバイトが設定(CL[7:0]=FFhex)され、UNLOCK がローの状態です。 • デバイスに電源が投入されます。 • パワーオンリセット(POR)機能が完了しています。 • レジスタCONFIG、OTCDAC、及びFSOTCDACが EEPROMから再生されています。 • レジスタのODAC及びFSODACが温度指標付けされた EEPROMロケーションから再生されています。 _______________________________________________________________________________________ 7 MAX1455 にあります。最小指標値は00hexで、近似-69℃に対応 します。この値以下のすべての温度は、指数00hexで 係数値を出力します。最大指標値はAFhexで、ルック アップ表最高のエントリです。近似+ 1 8 4℃以上の 全温度は、ルックアップ表最高指数値を出力します。 指標循環誤差は発生しません。 MAX1455 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ +5V VDD 7 4 3 VDD1 11 BDR VDD2 INP OUT 2 OUT MAX1455 5 SENSOR INM 0.1µF 0.1µF VSS 6 GND 図2. 基本的なレシオメトリック出力構成 IN 1 VPWR +5.5V TO +28V MAX1615 3 7 4 5 VDD1 SHDN OUT GND 5/3 5 4 2 1kΩ 11 BDR VDD2 INM OUT 2 OUT MAX1455 SENSOR 3 INP 0.47µF 0.1µF 0.1µF 0.1µF VSS 6 GND 図3. 基本的な非レシオメトリック出力構成 通常動作、連続的リフレッシュ： • MAX1455はキャリブレーションが済み、セキュア ロックバイトが設定(CL[7:0]=FFhex)され、UNLOCK はローの状態です。 • デバイスに電源が投入されます。 キャリブレーション動作、シリアル通信によって更新 されたレジスタ： • MAX1455はセキュアロックバイト設定(CL[7:0]= 00hex)されていないか、またはUNLOCKがハイの 状態です。 • POR機能が完了しています。 • デバイスに電源が投入されます。 • 温度指数タイマが1msのタイムピリオドに到達して います。 • POR機能が完了しました。 • レジスタのCONFIG、OTCDAC、及びFSOTCDACが EEPROMから再生されています。 • レジスタのODAC及びFSODACが温度指標付けされた EEPROMロケーションから再生されています。 8 • レジスタは、シリアルコマンドの使用によって、シリ アルディジタルインタフェースからロード可能です。 シリアルI/O及びコマンドの事項を参照してください。 内部EEPROM 内部EEPROMは768 x 8ビットメモリーとして構成されて います。それは、1ページにつき64バイトで12ページ _______________________________________________________________________________________ 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ MAX1455は、センサオフセット、内部キャリブレー ションレジスタをロードすることによってFSO、及び 温度誤差を補償します。これらの補償値は、キャリブレー ション中シリアルディジタルインタフェースを通じて レジスタに直接ロードされるか、またはパワーオン時に EEPROMから自動的にロードされることが可能です。 この方法で、キャリブレーション及び試験中にデバイスを 試験し構成することが可能で、内部EEPROMに適切な 補償値を保存することが可能です。デバイスは、EEPROM からレジスタを自動ロードし、パワーアップの度に更に 構成する必要なく使用準備完了となります。EEPROMは、 それぞれの16ビットレジスタが2つの8ビット量として 保存されるように、8ビット幅列として構成されています。 コンフィギュレーションレジスタ、FSOTCDAC、及び OTCDACレジスタは、EEPROMの予め割り当てられた ロケーションからロードされます。表2は、EEPROMの ODAC及びFSODACルックアップ表メモリマップです。 ODAC及びFSODACは、温度関数であるインデックス ポインタを使ってEEPROMルックアップ表からロード されます。ADCは、1ms毎に内蔵温度センサを8ビット値 に変換します。ディジタル化された値はその後TempIndexレジスタに伝達されます。表3にレジスタが一覧 されています。 temp-indexの標準伝達関数は以下のとおりです： temp-index = 0.69 ✕ 温度(°C) + 47.58 この場合、temp-indexが8ビットの整数値にトランケート されています。Temp-Indexレジスタの標準値表4に 示されています。 EEPROMは1バイト幅で、EEPROMからロードされる レジスタが16ビット幅であることに留意してください。 従って、各インデックス値はEEPROMの2 バイトを 示しています。 マキシム社は、発振器周波数及びセキュアロックバイトを 例外として、すべてのEEPROMロケーションをFFhexに プログラムしています。OSC[2:0]はコンフィギュレー ションレジスタの中にあります(表5)。これらのビットは、 出荷時設定値に維持されるべきです。セキュアロック バイト(CL[7:0]=00hex)の00hexをプログラムする ことにより、DIOをキャリブレーション及び試験用の 非同期シリアル入力として設定します。 MAX1455ディジタルモード DIOにより提供される単ピンシリアルインタフェースは、 MAX1455の制御機能とメモリにアクセスします。この ピンへのすべてのコマンド入力は、インタフェースレジ スタセット(IRS)を形成する、16のレジスタセットに 流入します。コマンドプロセッシングの追加レベルは、 IRSから入力される制御ロジックによって提供されます。 双方向性16ビットラッチは、16ビットキャリブレー ションレジスタから､又レジスタへのへのデータ、並び に内部(8ビット幅)EEPROMロケーションをバッファし ます。図５には、様々なシリアルコマンドとMAX1455 内部アーキテクチャ間の関係が示されています。 コミュニケーションプロトコル DIOシリアルインタフェースは、MAX1455とホスト キャリブレーション試験システムまたはホストコン ピュータ間の非同期シリアルデータ通信に使われます。 MAX1455は、ホストコンピュータが初期化シーケンスを 伝送する際、ホストコンピュータのボーレートを自動的に 検出します。4 8 0 0及び3 8 4 0 0間のボーレートは、 検出可能かつ使用可能です。データフォーマットは常に 1スタートビット、8データビット、及び1ストップビット です。8データビットは最初LSB最後MSBが送信され ます。MAX1455がディジタルモードの間、DIOピン上の ロジック1を維持するために弱いプルアップ抵抗を使用 できます。これは、通信スタートビットと解釈される、 意図されたものではないピン上の1から0への変位を防ぐ ためです。セキュアロックバイトがディセーブルされる 時(つまりCL[7:0]=00hex)またはUNLOCKがハイに維持 されている場合のみ通信が可能です。表8に制御ロケー ションが示されています。 初期化シーケンス パワーアップ後、または再初期化コマンド受信に続いて MAX1455に送られる最初のコマンドバイトは、 MAX1455が通信ボーレートを学習するために使用され ます。初期化シーケンスは以下のような01 hexの1バイト 送信です。 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 上記に太文字で示されるスタートビットが、ボーレート 同期化を開始します。8データビットの01 hex(最初に LSB)がこれに続き、上記に太文字で示されるように、 その後がストップビットです。MAX1455は、内部発振器 の期間の倍数として1ビット送信用の時間間隔を計算する ために、このシーケンスを使います。その後、結果生じた 発振器クロックサイクル数は、8ビット数(BITCLK)と して内部的に保存されます。デバイスの電源電圧は、 初期化シーケンスが送信される前少なくとも1ms間安定 していなければならないことに留意してください。これ により、POR機能が完了され、セキュアロックバイト またはUNLOCKによってDIOを設定する時間が可能に なります。 _______________________________________________________________________________________ 9 MAX1455 に分割されています。各ページは個別に消去可能です。 メモリストラクチャは表1に示されるように配置されて います。また、ODAC及びFSODACのルックアップ表は 各温度指数ポインタと共に示されています。FSODAC表 が200hexから2FFhexまでと、1A0hexから1FFhex までの2つの部分に分割されている一方、ODAC表は アドレス000hexからアドレス15Fhexまでの連続的して いることに留意してください。汎用ユーザバイトを例外 として、すべての値は、隣接する２つのバイトロケー ション(ハイバイト及びローバイト)により形成される 16ビット幅のワードです。 MAX1455 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ 表1. EEPROMメモリアドレスマップ PAGE 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B 10 LOW-BYTE ADDRESS (hex) HIGH-BYTE ADDRESS (hex) TEMP-INDEX[7:0] (hex) 00 000 001 03E 03F 1F 040 041 20 07E 07F 3F 080 081 40 0BE 0BF 5F 0C0 0C1 60 0FE 0FF 7F 100 101 80 13E 13F 9F 140 141 A0 15E 15F AF to FF 160 161 CONTENTS ODAC Lookup Table Configuration 162 163 Reserved 164 165 OTCDAC 166 167 Reserved 168 169 FSOTCDAC 16A 16B Control Location 16C 16D 17E 17F 180 181 19E 19F 52 General-Purpose User Bytes 1A0 1A1 80 1BE 1BF 8F 1C0 1C1 90 1FE 1FF AF to FF 200 201 00 23E 23F 1F 240 241 20 27E 27F 3F 280 281 40 2BE 2BF 5F 2C0 2C1 60 2FE 2FF 7F FSODAC Lookup Table ______________________________________________________________________________________ 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ ODAC及びFSODACルックアップ表メモリマップ TEMP-INDEX[7:0] EEPROM ADDRESS ODAC LOW BYTE AND HIGH BYTE EEPROM ADDRESS FSODAC LOW BYTE AND HIGH BYTE 00hex to 7Fhex 000hex and 001hex to 0FEhex and 0FFhex 200hex and 201hex to 2FEhex and 2FFhex 80hex to AFhex 100hex and 101hex to 15Ehex and 15Fhex 1A0hex and 1A1hex to 1FEhex and 1FFhex MAX1455 表2. EEPROM 表3. レジスタ REGISTER DESCRIPTION CONFIG Configuration register ODAC Offset DAC register OTCDAC Offset temperature coefficient DAC register FSODAC Full-span output DAC register FSOTCDAC Full-span output temperature coefficient DAC register 再初期化シーケンス 表4. Temp-Index標準値 TEMP-INDEX[7:0] TEMPERATURE (°C) DECIMAL HEXADECIMAL -40 20 14 +25 65 41 +85 106 6A +125 134 86 MAX1455はボーレートの再確立、または再学習を提供 します。再初期化シーケンスは、以下のようにFFhexの 1バイト送信です： 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 シリアル再初期化シーケンスが受信されたら、受信 ロジックはみずからパワーアップ状態にリセットし、 初期化シーケンスを待ちます。ボーレートを再確立 するには、再初期化シーケンスの後に初期化シーケンス が続かなければなりません。 WEAK PULLUP REQUIRED WEAK PULLUP REQUIRED DATA 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 11 DIO HOST 1 1 1 1 1 1 1 RECEIVE TRANSMIT 1 000001 000 1 1 TRANSMIT HIGH-Z RECEIVE 1 1 1 1 1 1 HIGH-Z HIGH-Z 1 0 XXXX RECEIVE TRANSMIT 図4. DIO出力データフォーマット ______________________________________________________________________________________ 11 MAX1455 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ 表5. コンフィギュレーションレジスタ(CONFIG[15:0]) FIELD NAME DESCRIPTION 15:13 OSC[2:0] Oscillator frequency setting. Factory preset; do not change. 12:11 CLIP[1:0] Sets output clip levels. 10 PGA Sign Logic 1 inverts INM and INP polarity (Table 6). 9 IRO Sign Logic 1 for positive input-referred offset (IRO). Logic 0 for negative IRO. 8:6 IRO[2:0] Input-referred coarse-offset adjustment (Table 7). 5:2 PGA[3:0] Programmable-gain amplifier setting. 1 ODAC Sign 0 OTCDAC Sign Logic 1 for positive offset DAC output. Logic 0 for negative offset DAC output. Logic 1 for positive offset TC DAC output. Logic 0 for negative offset TC DAC output. 表6. PGA利得設定(PGA[3:0]) PGA[3:0] PGA GAIN (V/V) 0000 39 0001 52 0010 65 0011 78 0100 91 0101 104 0110 117 0111 130 1000 143 1001 156 1010 169 1011 182 1100 195 内部ロジックへのコマンドレジスタ 1101 208 1110 221 1111 234 CRILロケーション(IRSアドレス9)へのデータの書込み により、書込まれた4ビットデータニブルに関連する コマンドが即時に実行されます。全てのEEPROM及び キャリブレーションレジスタ読み取り、書き込みは、 EEPROM消去と共に、コマンドはCRILロケーションを 通じて行われます。CRILは、又MAX1455アナログ出力 を可能にするためと、出力データ(シリアルディジタル 出力)をDIO上に置くためにも使われます。表10はCRIL コマンドの完全一覧表です。 シリアルインタフェース用コマンドフォーマット MAX1455へのすべての通信コマンドは、スタートビット、 8コマンドビット(コマンドバイト)、及びストップビット の形式に従っています。コマンドバイトは、IRSのコン テンツを制御し、4ビットインタフェースレジスタ設定 12 アドレス(IRSA)ニブル及び4ビットインタフェースレジ スタ設定データ(IRSD)ニブルを構成しています。IRS コマンドバイトは以下の構造です： IRS[7:0] = IRSD[3:0], IRSA[3:0] 全てのコマンドは最初にLSBが送信されます。以下の とおり、スタートビットに後続する最初のビットは IRSA[0]で、ストップビット前の最終ビットはIRSD[3] です： IRSA IRSD 1 1 1 1 1 0 0 1 2 3 0 1 2 3 1 1 1 1 1 1 IRSのレジスタコンテンツの半分はデータ保持及びステア リング情報用に使われます。IRS内の2つのロケーション へのデータ書込みは即時実行を(コマンド実行)を起します。 これらのロケーションはアドレス9及び15で、それぞれ 内部ロジック(CRIL)に対するコマンドレジスタ及び再 初期化コマンドです。表9はIRSアドレスデコーディング の完全一覧表です。 ______________________________________________________________________________________ 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ IRO SIGN, IRO[2:0] INPUT-REFERRED OFFSET CORRECTION AS % OF VDD INPUT-REFERRED OFFSET, CORRECTION AT VDD = 5VDC IN mV 1,111 +1.25 +63 1,110 +1.08 +54 1,101 +0.90 +45 1,100 +0.72 +36 1,011 +0.54 +27 1,010 +0.36 +18 1,001 +0.18 +9 1,000 0 0 0,000 0 0 0,001 -0.18 -9 0,010 -0.36 -18 0,011 -0.54 -27 0,100 -0.72 -36 0,101 -0.90 -45 0,110 -1.08 -54 0,111 -1.25 -63 シリアルディジタル出力 DIOは、リードIRS(RDIS)コマンド(5hex)をCRILロケー ションに書込むことによって、ディジタル出力として 構成されます。このコマンドを受信すると、MAX1455は、 IRSA[3:0] = 8hexのロケーションで、IRSポインタ (ISP[3:0])値によって決定されたコンテンツのデータ バイトを出力します。データはスタートビットとストップ ビットにフレームされたシングルバイトとして出力され ます。表1 1は各IRSPアドレス値に返されたデータの 一覧です。 一旦、RDIRSコマンドが送られると、MAX1455がDIO ラインを駆動できるように、すべてのDIOへの接続は、 スリーステートでなければなりません。RDIRSコマンド を受信したら、MAX1455は1バイト時間後にDIOを ハイに駆動します。MAX1455はシングルビット時間中 DIOをハイに保持し、その後スタートビット(IDOをロー に駆動)を出します。スタートビットの後にデータバイト 及びストップビットが続きます。ストップビット送信 直後、MAX1455スリーステートDIOはラインをリリース します。それからMAX1455は、DIOリリースの1バイト 時間後に次のコマンドシーケンス受信準備完了となり ます。 DIOライン上の全デバイスがスリーステートの場合、 MAX1455のデータバイト送信前後に時間間隔がある ことに留意してください。好ましくない変位(図4)を 予防するため、これらの時間間隔中、弱いプルアップ 抵抗をDIOラインに適用することを薦めます。DIO及び アナログ出力(OUT)が接続されていないアプリケーション では、プルアップ抵抗はDIOに永久接続されるべきです。 MAX1455のDIOとアナログ出力が接続されている場合、 アナログ測定中、この共通ラインをロードしないでくだ さい。この状況の場合以下のシーケンスを実施して ください： 1) できればリレーを使って、プルアップ抵抗をDIO/ OUTのラインに接続してください。 2) RDIRSコマンドを送信してください。 3) ユーザ接続をスリーステートしてください(高イン ピーダンスに設定)。 4) MAX1455からデータ受信します。 5) ユーザ接続を起動します(DIO/OUTラインをハイに プルします)。 6) プルアップ抵抗をリリースしてください。 ______________________________________________________________________________________ 13 MAX1455 表7. 換算入力オフセット(IRO[2:0]) MAX1455 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ DIO IRS COMMAND (8 BITS) IRSA [3:0] IRSD [3:0] DHR [3:0] 0000 0001 DHR [7:4] 0010 DHR [11:8] 0011 DHR [15:12] 0100 RESERVED 0101 RESERVED ICRA [3:0] 0110 IEEA [3:0] 0111 IEEA [7:4] IRSP [3:0] 1000 IEEA [9:8] CRIL [3.0] 1001 (EXECUTE) 1010 ATIM [3:0] 1011 ALOC [3:0] 1100 TO RESERVED 1110 RELEARN 1111 BAUD RATE TABLE 9. INTERFACE REGISTER SET COMMANDS BIDIRECTIONAL 16-BIT DATA LATCH DHR [7:0] DHR [15:8] ICRA [3:0] CALIBRATION REGISTER CONFIG 0000 0001 ODAC 0010 OTCDAC 0011 FSODAC 0100 FSOTCDAC 0101 TO RESERVED 1111 TABLE 16. INTERNAL CALIBRATION REGISTERS CRIL [3:0] FUNCTION LOAD ICR 0000 0001 WRITE EEPROM 0010 ERASE EEPROM 0011 READ ICR 0100 READ EEPROM READ IRS 0101 0110 ANALOG OUT 0111 ERASE PAGE 1000 TO RESERVED 1111 TABLE 10. CRIL ACTIONS IRSP [3:0] RETURNS DHR [7:0] 0000 0001 DHR [F:8] 0010 IEEA [7:4], ICRA [3:0] 0011 CRIL [3:0], IRSP [3:0] 0100 ALOC [3:0], ATIM [3.0] IEEA [7:0] 0101 0110 IEED [7:0] 0111 TEMP-INDEX [7:0] BITCLK [7:0] 1000 1001 RESERVED 1010 TO 11001010 - (USE TO 1111 CHECK COMMUNICATION) TABLE 11. IRS POINTER FUNCTIONS (READS) EEPROM MEMORY 768 X 8 BITS ADDR DATA LOOKUP ADDRESS TEMP INDEX [7:0] ENABLE ANALOG OUTPUT OUTPUT TIMER PGA OUTPUT MUX OUT 図5. MAX1455シリアルコマンド構造及びハードウェア構成図 図4に、RDIRSコマンド(59hex)を使って送信され、 MAX1455が10hexのバイト値を使って応答している 送受信シーケンスの例が示されています。 内部クロック設定 初期パワーアップ、またはパワーリセットに続いて、 0000hexを含むMAX1455内のキャリブレーション レジスタのすべてをプログラムする必要があります。 14 アナログモードでは、内部レジスタは自動的にEEPROM から再生されることに留意してください。 ディジタルモードでMAX1455を起動する時、3CLK ビットに特別な注意を払ってください：コンフィギュ レーションレジスタの3MSBです。MAX1455内部発振器 の周波数が、生産試験中に測定され、3ビット調整(キャリ ブレーション)コードが計算され、EEPROMロケーション 161hex(EEPROM上位コンフィギュレーションバイト) の上位3ビットに保存されます。 ______________________________________________________________________________________ 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ FIELD NAME 15:8 CL[15:8] Reserved 7:0 CL[7:0] Control Location. Secure-Lock is activated by setting this to FFhex, which disables DIO serial communications and connects OUT to PGA output. MAX1455 表8. 制御ロケーション(CL[15:0]) DESCRIPTION 表9. IRSAデコーディング IRSA[3:0] DESCRIPTION 0000 Write IRSD[3:0] to DHR[3:0] (Data Hold register) 0001 Write IRSD[3:0] to DHR[7:4] (Data Hold register) 0010 Write IRSD[3:0] to DHR[11:8] (Data Hold register) 0011 Write IRSD[3:0] to DHR[15:12] (Data Hold register) 0100 Reserved 0101 Reserved 0110 Write IRSD[3:0] to ICRA[3:0] or IEEA[3:0] (Internal Calibration register address or internal EEPROM address nibble 0) 0111 Write IRSD[3:0] to IEEA[7:4] (internal EEPROM address, nibble 1) 1000 Write IRSD[3:0] to IRSP[3:0] or IEEA[9:8] (Interface register set pointer where IRSP[1:0] is IEEA[9:8]) 1001 Write IRSD[3:0] to CRIL[3:0] (Command register to internal logic) 1010 Write IRSD[3:0] to ATIM[3:0] (analog timeout value on read) 1011 Write IRSD[3:0] to ALOC[3:0] (analog location) 1100 to 1110 1111 Reserved Write IRSD[3:0] = 1111bin to relearn the baud rate ディジタルモードでMAX1455を起動する時、3CLK ビットに特別な注意を払ってください：コンフィギュ レーションレジスタの3MSBです。MAX1455内部発振器 の周波数が、生産試験中に測定され、3ビット調整(キャリ ブレーション)コードが計算され、EEPROMロケーション 161hex(EEPROM上位コンフィギュレーションバイト) の上位3 ビットに保存されます。MAX1455の内部 クロックは、信号経路利得、DAC機能、及び通信を含む タイミング機能を制御します。ディジタルモードの間は、 コンフィギュレーションレジスタCLKビットにEEPROM 内に含まれる値(上位構成バイト)を割り当てることを薦め ます。3CLKビットは、ビット当り9%の公称クロック 調整を伴う2の補数を表しています。表12に利用可能な コードと調整が示されています。 の堅牢さを最大にするためには、一回当り1LSB値CLK ビットを変更してください。従って、以下に推奨する コンフィギュレーションレジスタCLKビット設定手順を 示しました。 （設定手順中は、クロック値が最大値に近く になりMAX1455ボーレートカウンタがオーバーフロー する可能性を防ぐため、最小ボーレート9600を使って ください。） コンフィギュレーションレジスタに含まれるCLKビット 値のあらゆる変更はMAX1455のボーレート学習シー ケンス(再初期化及び初期化コマンド)が後に続かなけれ ばなりません。クロックリセット期間だけの通信システム 3) 再初期化コマンド、次に初期化(ボーレート学習) コマンドを送信してください。 以下の例は必要とされる010進法のCLKコードに基づい ています： 1) EEPROMロケーション161hexCLK=010バイナリ から、CLKビット(3MSB)を読んでください。 2) コンフィギュレーションレジスタのCLKビットを 001バイナリに設定してください。 4) コンフィギュレーションレジスタのCLKビットを 010バイナリに設定してください。 ______________________________________________________________________________________ 15 MAX1455 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ 表10. CRILコマンドコード CRIL[3:0] NAME DESCRIPTION 0000 LdICR Load Internal Calibration register at address given in ICRA with data from DHR[15:0]. 0001 EEPW EEPROM write of 8 data bits from DHR[7:0] to address location pointed by IEEA [9:0]. 0010 ERASE Erase all of EEPROM (all bytes equal FFhex). 0011 RdICR Read Internal Calibration register as pointed to by ICRA and load data into DHR[15:0]. 0100 RdEEP Read internal EEPROM location and load data into DHR[7:0] pointed by IEEA [9:0]. 0101 RdIRS Read Interface register set pointer IRSP[3:0]. See Table 11. 0110 RdAlg Output the multiplexed analog signal onto OUT. The analog location is specified in ALOC[3:0] (Table 13) and the duration (in byte times) that the signal is asserted onto the pin is specified in ATIM[3:0] (Table 14). 0111 PageErase 1000 to 1111 Reserved Erases the page of the EEPROM as pointed by IEEA[9:6]. There are 64 bytes per page and thus 12 pages in the EEPROM. Reserved. 5) 再初期化コマンド、次に初期化(ボーレート学習) コマンドを送信してください。 ページ番号(表1)をロードしてください。それから、 CRIL PageEraseコマンド(79hex)を送信してください。 内部発振器の周波数は、BITCLK[7:0]の値を読むことに よって常に確認できます。この8ビットの数字は、通信 ボーレートの1サイクル(1ビットタイム)に対応する、 内部発振器サイクル数を表しています。 EEPROMへバイトを書込むには：バイトアドレス (Address[9:0])を使って、IRS ロケーションIEEA[9:0]、 IEEA[7:4]、及びIEEA[3:0]をロードしてください。 書込む8データビット(Data[7:0])を使ってIRSロケー ションDHR[7:4]及びDHR[3:0]をロードしてください。 EEPROM WRITEコマンドをCRIL(19hex)に送信して ください。 EEPROMへの消去と書込み 内部EEPROMは、希望するコンテンツをプログラムする に先だって(FFhexに設定されたバイトを)消去されな ければなりません。MAX1455には、バイト161hexと バイト16Bhexを除き、公称の消去状態で供給されます。 バイト161hexの3MSBには内部発振器キャリブレー ション設定が含まれています。バイト16Bhexは、 UNLOCK状況に関係なくシリアル通信が可能なように 00hexに設定されています。 EEPROMを消去する場合、まずバイト161hexの3 MSB を保存してください。消去後、これらの3ビットは、 00 hexのセキュアロックバイト値と共に、再度書込まれ なければなりません。これらの値を再書込みする前に デバイスの電源を除かないでください。 内部EEPROMは、ERASEコマンドを使って完全に消去 するか、またはPageEraseコマンド(表10)を使って 部分的消去ができます。PageEraseコマンドを発行 した後、7.1ms待つ必要があります。7.1msが経過する 前に、部品との通信、または電源の中断を試みると、 EEPROM内に不確定状態が発生することがあります。 EEPROM(PageEraseコマンド)内のページを消去する には：最初に、IRSロケーションIEEA[3:0]へ必要な 16 EEPROMからバイトを読み取るには： 1) バイトアドレス (Address[9:0])を使って、IRSロケー ションIEEA[9:0]、IEEA[7:4]、及びIEEA[3:0]を ロードしてください。 2) READ EEPROMコマンドをCRILレジスタ(49hex)に 送信してください、これが必要なEEPROMバイトを DHR[7:0]へロードします。 3) 00hex(DHR[7:0]へ返る)を使ってIRSロケーション IRSP[3:0]をロードしてください。 4) READ IRSPコマンドをCRILレジスタ(59hex)に 送信してください。 マルチプレクス化アナログ出力 MAX1455は、リードアナログ(RdAlg)コマンドを使い ディジタルモードにおいて、アナログ信号を出力する 機能を提供しています。RdAlgコマンド受信後1バイト タイムで、ALOC[3:0]レジスタ(表13)によって決定 される内部アナログ信号が、MAX1455OUTへマルチ プレクス化されます。この信号は、ATIM[3:0]レジスタ が設定する期間中OUTに接続されています。ATIM機能 ______________________________________________________________________________________ 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ IRSP[3:0] RETURNED VALUE 0000 DHR[7:0] 0001 DHR[15:8] 0010 IEEA[7:4], ICRA[3:0] concatenated 0011 CRIL[3:0], IRSP[3:0] concatenated 0100 ALOC[3:0], ATIM[3:0] concatenated 0101 IEEA[7:0] EEPROM address byte 0110 IEED[7:0] EEPROM data byte 0111 Temp-Index[7:0] 1000 BitClock[7:0] 1001 Reserved. Internal flash test data. 11001010 (CAhex). This can be used to test communication. 1010-1111 表12. CLKコード(コンフィギュレーション レジスタの3MSB) CLK CODE (BIN) CLOCK ADJUSTMENT (%) 011 +27 010 +18 001 +9 000 0 111 -9 110 -18 101 -27 は通信ボーレートをタイミングのベースとして使い ます。詳細は表1 4を参照してください。ATIM[3:0] レジスタにより決まる期間の最後に、アナログ信号が アナログ出力から切断され、O U Tがスリーステート 状態に戻ります。MAX1455は、OUTのスリーステート 状態が戻ってから1バイトで、DIO上次のコマンドを受信 できます。この方法のタイミングが図6に示されてい ます。 MAX1455DIOは、アナログ出力がアクティブな間スリー ステート状態です。これはOUT及びDIOを並列に接続 することを可能にするためです。DIO及びOUTが並列に 接続されている場合、ホストコンピュータもMAX1455 へのコミュニケーション接続がスリーステートでなけれ ばなりません。この必要条件がDIOへのすべての接続が 同時にスリーステートである期間を発生し、この期間中 DIOへ弱いプルアップ抵抗の適用が必要となります。 アナログ出力のために連続出力モードがあります。これ はATIM[3:0]をFhexに設定することによって選択され ます。このモードは、DIO及びOUTが分離している場合 のみ使用できます。このモードでRDAlgコマンド、また は他のコマンドを受信した後、DIOは32,769バイト タイムの期間スリーステート状態です。一旦この期間が 経過するとDIOは受信モードに入り、次のコマンド入力 を受けます。連続モードではアナログ出力は常にアク ティブです。 注：OUTに接続されている間、内部アナログ信号はバッ ファされません。これらの内部信号の1つが測定されて いる間にOUTをローディングすると測定誤差が発生する ことがあります。BDR、FSOTCなどの内部信号を読み 取っている間OUTをロードしないでください。 コミュニケーションコマンドの例 以下にMAX1455内の様々な機能用のコマンドシー ケンスの例を選んで挙げました： 例1. ボーレート設定を変更し、通信を確認してくだ さい。再初期化コマンドを送信する前にシステムの ボーレートが変更されたためにMAX1455との通信 が失われた場合、初期化条件を保証するためパワー リセットを適用してください。 COMMAND FFhex ACTION Reinitialize part ready for baud rate learning. Change system baud rate to new value. 01hex Learn baud rate. F8hex Load 15 (Fhex) to IRSP[3:0] register. 59hex Read IRS. Host computer must be ready to receive data on the serial line within 1 (baud rate) byte time of sending the Read IRS command. The MAX1455 returns CAhex. (IRSP values of 10 to 15 are configured to return CAhex for communication checking purposes.) ______________________________________________________________________________________ 17 MAX1455 表11. IRSPデコード MAX1455 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ 例2 . ルックアップ表ポインタを読んでください。 （Temp-Index） COMMAND ACTION 78hex Load 7 to IRSP[3:0] register. 59hex Read IRS. Host ready to receive data within 1 byte time of sending the Read IRS command. The MAX1455 returns the current Temp-Index pointer value. 例4 . 8C40ヘキサデシマルをFSODACレジスタに 書込んでください。 COMMAND ACTION 00hex Load 0 hex to the DHR[3:0] register. 41hex Load 4 hex to the DHR[7:4] register. C2hex Load C hex to the DHR[11:8] register. 83hex Load 8 hex to the DHR[15:12] register. 36hex Load 3 (FSODAC) to the ICRA[3:0] register. 09hex Ld ICR. 8C40 hex is written to the FSODAC register. 例3. 9600ボーレートで3.4秒間OUTピン上BDR測定 をイネーブルします。 COMMAND ACTION 1Bhex Load 1 (BDR measurement) to ALOC[3:0] register. CAhex Load 12 to the ATIM[3:0] register: (212+1) ✕ 8/9600 = 3.4s. 69hex RdAlg. The DIO pin is three-stated and the OUT pin is connected internally to the BDR pin for a duration of approximately 3.4s. 例5. Temp-Index40で8C40hexをFSODACルック アップ表ロケーションに書込んでください。この例は、 EEPROMの関連するセクションをクリアするのに、 そのセクションに存在するいずれのデータも保持される 必要がないことを想定して、PageEraseコマンドを 使います。 COMMAND A6hex 79hex ACTION Load Ahex (page number corresponding to EEPROM locations 280hex and 281hex) to the IEEA[3:0] register. Page Erase command. Wait 7.1ms before sending any further commands. 18 06hex Load 0hex to the IEEA[3:0] register. 87hex Load 8hex to the IEEA[7:4] register. 28hex Load 2hex to the IEEA[9:8] (IRSP[3:0]) register. 00hex Load 0hex to the DHR[3:0] register. 41hex Load 4hex to the DHR[7:4] register. 19hex Write EEPROM. 40hex is loaded to EEPROM address 280hex, which is the low byte location corresponding to a Temp-Index pointer value of 40. 16hex Load 1 to the IEEA[3:0] register. IEEA[7:4] and IEEA[9:8] already contain 8 and 2, respectively. C0hex Load Chex to the DHR[3:0] register. 81hex Load 8hex to the DHR[7:4] register. 19hex Write EEPROM. 8Chex is loaded to EEPROM address 281hex, which is the high byte location corresponding to a TempIndex pointer value of 40. ______________________________________________________________________________________ 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ ALOC[3:0] ANALOG SIGNAL 0000 OUT PGA Output 0001 BDR Bridge Drive 0010 ISRC Bridge Drive Current Setting 0011 VDD Internal Positive Supply 0100 VSS Internal Ground 0101 CLIP-TOP Clip Voltage High Value 0110 CLIP-BOTTOM Clip Voltage Low Value 0111 FSODAC Full-Scale Output DAC 1000 FSOTCDAC 1001 ODAC 1010 OTCDAC 1011 VREF 1100 VPTATP Internal Test Node 1101 VPTATM Internal Test Node 1110 INP Sensor’s Positive Input 1111 INM Sensor’s Negative Input DESCRIPTION Full-Scale Output TC DAC Offset DAC Offset TC DAC Bandgap Reference Voltage (nominally 1.25V) WEAK PULLUP REQUIRED DATA 11 1 1 1 0 1 0 0 1 0 11 0 11 HIGH-Z OUT DIO HOST 2ATIM + 1 BYTE TIMES WEAK PULLUP REQUIRED 1 1 1 1 1 1 1 X XX XXX XX XXXX 1 1 1 1 1 1 1 VALID OUTPUT HIGH-Z RECEIVE TRANSMIT MAX1455 表13. ALOC定義 HIGH-Z 1 0 XXXX HIGH-Z RECEIVE TRANSMIT 図6. アナログ出力タイミング ______________________________________________________________________________________ 19 MAX1455 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ 表14. ATIM定義 ATIM[3:0] DURATION OF ANALOG SIGNAL SPECIFIED IN BYTE TIMES (8-BIT TIME) 0 0000 2 + 1 = 2 byte times, i.e., (2 ✕ 8) / baud rate 0001 21 + 1 = 3 byte times 0010 22 + 1 = 5 byte times 0011 23 + 1 = 9 byte times 0100 24 + 1 = 17 byte times 0101 25 + 1 = 33 byte times 0110 26 + 1 = 65 byte times 0111 27 + 1 = 129 byte times 1000 28 + 1 = 257 byte times 1001 29 + 1 = 513 byte times 1010 210 + 1 = 1025 byte times 1011 211 + 1 = 2049 byte times 1100 212 + 1 = 4097 byte times 1101 213 + 1 = 8193 byte times 1110 214 + 1 = 16,385 byte times 1111 In this mode, OUT is continuous; however, DIO accepts commands after 32,769 byte times. Do not parallel connect DIO to OUT. 表15. ICRAデコード ICRA[3:0] NAME 0000 CONFIG 0001 ODAC 0010 OTCDAC Offset temperature coefficient DAC register 0011 FSODAC Full-scale output DAC register 0100 FSOTCDAC 0101 0110 to 1111 DESCRIPTION Configuration register Offset DAC register Full-scale output temperature coefficient DAC register Reserved. Do not write to this location (EEPROM test). Reserved. Do not write to this location. センサ補償の概要 補償は動作圧力及び温度範囲にわたるセンサ性能の検証 を必要とします。少なくとも2つの試験圧力(例、ゼロ 及びフルスパン)及び2つの温度を使ってください。試験 20 圧力及び温度を増やすことにより、さらに精度の高い 結果が得られます。標準な補償手順は以下のように まとめられます： ______________________________________________________________________________________ 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ MAX1455 DIO[1:N] DATA DATA VOUT +5V MODULE N MAX1455 MODULE 2 MAX1455 MODULE 1 VDD DION DIO2 DIO1 MAX1455 DIGITAL MULTIPLEXER VOUT VSS VDD VSS VOUT VDD VSS VOUT DVM TEST OVEN 図7. 自動試験システムの概念 表16. 補償効果 TYPICAL UNCOMPENSATED INPUT (SENSOR) TYPICAL COMPENSATED TRANSDUCER OUTPUT Offset…………………..…….………………………….±100% FSO FSO…………………………….………………....1mV/V to 40mV/V Offset TC…………………………………………………...20% FSO Offset TC Nonlinearity…..………………………………….4% FSO FSOTC…………………………..………………………..-20% FSO FSOTC Nonlinearity…..……..…………………………….5% FSO Temperature Range..….….……………………..-40°C to +125°C OUT..…….………………………………Ratiometric to VDD at 5.0V Offset at +25°C……………………………………0.500V ± 200µV FSO at +25°C……………………………………...4.000V ± 200µV Offset Accuracy over Temp. Range….……..±4mV (±0.1% FSO) FSO Accuracy over Temp. Range…………..±4mV (±0.1% FSO) リファレンス温度を設定(例、25℃)： • • MAX1455を過負荷から保護するため、デフォルト 係数を(例えば、オフセット、FSO及びブリッジ抵抗 の中間値に基づいた)使ってそれぞれのレジスタを ロードすることによって各トランスデューサを初期化 してください。内部キャリブレーションレジスタは、 ICRA[3:0]にアドレスされ、表15に示されるように デコードされます。 初期ブリッジ電圧(FSODACで)を電源電圧の半分に 設定してください。BDRまたはOUTピンを使って ブリッジ電圧を測定するか、または測定に基づいて 計算してください。 • ODAC及びFSODACそれぞれを使って、トランス デューサの出力オフセット及びFSOをキャリブレー ションしてください。 • キャリブレーションデータを試験コンピュータまた はMAX1455EEPROMユーザメモリに保存してくだ さい。 次の試験温度の設定： • ODAC及びFSODACそれぞれを使って、オフセット 及びFSOをキャリブレーションしてください。 • キャリブレーションデータを試験コンピュータまた はMAX1455EEPROMユーザメモリに保存してくだ さい。 • 補正係数を計算してください。 ______________________________________________________________________________________ 21 MAX1455 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ RAW SENSOR OUTPUT (TA = +25°C) 30 60 40 20 0 FSO 10 0 -10 -20 0 20 40 60 80 100 -50 0 FSO 100 150 COMPENSATED TRANSDUCER (TA = +25°C) COMPENSATED TRANSDUCER ERROR 0.15 0.10 0.05 0 -0.05 50 TEMPERATURE (°C) PRESSURE (kps) 5 OFFSET 4 VOUT (V) ERROR (% FSO) OFFSET 20 ERROR (% FSO) VOUT (mV) 80 UNCOMPENSATED SENSOR TEMPERATURE ERROR 3 2 1 -0.10 -0.15 -50 0 50 100 TEMPERATURE (°C) 150 0 0 20 40 60 PRESSURE (kps) 80 100 図8. キャリブレーションされたトランスデューサとキャリブレーションされていないトランスデューサの比較 • 補正係数をEEPROMへダウンロードしてください。 • 最終試験を実施してください。 センサキャリブレーション及び補償の例 MAX1455温度補償設計は、センサとIC温度誤差の両方 を補正します。これによって、MAX1455はセンサ本来 の再現性に近い温度補償を提供することができます。 MAX1455の性能の例が図8に示されています。表16は 補償効果の一覧です。 MAX1455、及び初期オフセット16.4mVでスパン 55.8mVの再現可能ピエゾ抵抗センサが、0.5000Vの オフセットと4 . 0 0 0 Vのスパンの補償済みトランス デューサに変換されました。非直線性センサのオフセット 及びFSO温度誤差は、およそ20%から30%FSOでしたが +0.1%FSO以下に減少されました。図8には非補償センサ の出力と補償済みトランスデューサの出力の比較が 示されています。この結果を出すのに6つの温度点を 使いました。 MAX1455評価キット _________________ EVキットは、センサを使ってMAX1455のマニュアル プログラミングが可能なように設計されています。EV キットには以下のものが含まれています： 1) シリコン温度センサ付きまたは同センサなしの評価 ボード。 2) デザイン/アプリケーション用マニュアル。この マニュアルは、センサデータのデータ収集に精通した テストエンジニアのために開発され、センサ補償用 アルゴリズムと試験手順を提供しています。 3) MAX1455通信ソフトウェア。これはコンピュータ キーボード(IBMコンパチブル)でMAX1455の１度に 1つのモジュールをプログラミング可能にします。 4) インタフェースアダプタ。評価ボードとPCシリアル ポートへの接続ができます。 チップ情報 __________________________ TRANSISTOR COUNT: 62,242 PROCESS: CMOS SUBSTRATE CONNECTED TO: VSS MAX1455ベースのトランスデューサ及び試験システム の開発をスピードアップするために、マキシム社は MAX1455評価キット(EVキット)を製造しました。 MAX1455を初めて使うユーザはこのキットを利用する ことを強く薦めます。 22 ______________________________________________________________________________________ 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ EEPROM (LOOKUP PLUS CONFIGURATION DATA) TEST 1 VDD TEST 2 EEPROM ADDRESS TEST 3 000H + 001H VDD : TEST 4 16 BIT FSO DAC 15EH + 15FH 160H + 161H 162H + 163H VSS VDD 16 BIT RISRC 75kΩ OFFSET DAC RSTC 75kΩ 164H + 165H 166H + 167H 168H + 169H 16AH + 16BH 16CH + 16DH : VSS VSS RESERVED FSOTC REGISTER SHADOW CONTROL LOCATION REGISTER USER STORAGE (52 BYTES) VDD2 FSO DAC LOOKUP TABLE (176 ✕ 16 BITS) 2FEH + 2FFH VDD ±1 VDD1 19EH + 19FH VSS 16 BIT CONFIGURATION REGISTER SHADOW RESERVED OFFSET TC REGISTER SHADOW : 1A0H + 1A1H BDR USAGE OFFSET DAC LOOKUP TABLE (176 ✕ 16 BITS) BANDGAP TEMP SENSOR 8-BIT LOOKUP ADDRESS ∑∆ FSOTC DAC INP PHASE REVERSAL MUX UNLOCK VSS DIGITAL INTERFACE VSS CLIP-HIGH FSOTC REGISTER PGA BANDWIDTH ≈ 3kHz ±10% ∑ MUX ✕ 24 DAC ∑ PGA DIO MUX OUT DAC INM VSS CLIP-LOW INPUT-REFERRED OFFSET (COARSE OFFSET) AMPPROGRAMMABLE GAIN STAGE ±1 IRO (3, 2:0) OFFSET (mV) 1,111 1,110 63 54 1,101 1,100 1,011 1,010 45 36 27 18 1,001 1,000 0,000 0,001 0,010 0,011 9 0 0 -9 -18 -27 0,100 0,101 0,110 0,111 -36 -45 -54 -63 16 BIT OFFSET TC DAC OTC REGISTER *INPUT-REFERRED OFFSET VALUE IS PROPORTIONAL TO VDD. VALUES GIVEN ARE FOR VDD = +5V. VSS PGA (3:0) PGA GAIN TOTAL GAIN 0000 0001 0010 1.5 2.0 39 52 2.5 3.0 3.5 4.0 65 78 91 104 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 117 130 143 156 169 182 195 8.0 8.5 9.0 208 221 234 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 AMPOUT AMP+ UNCOMMITTED OP AMP PARAMETER VALUE VSS TO VDD I/P RANGE I/P OFFSET O/P RANGE NO LOAD 1mA LOAD VSS, VDD ±0.01V VSS, VDD ±0.25V UNITY GBW 10MHz TYPICAL ±20mV PGA BANDWIDTH ≈ 3kHz ±10% ______________________________________________________________________________________ 23 MAX1455 ファンクションダイアグラム ___________________________________________________ MAX1455 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ パッケージ ________________________________________________________________________ (このデータシートに掲載されているパッケージ仕様は、最新版が反映されているとは限りません。最新のパッケージ情報は、 www.maxim-ic.com/ja/packagesをご参照下さい。) 24 ______________________________________________________________________________________ 低コスト自動車用 センサ信号コンディショナ (このデータシートに掲載されているパッケージ仕様は、最新版が反映されているとは限りません。最新のパッケージ情報は、 www.maxim-ic.com/ja/packagesをご参照下さい。) 販売代理店 〒169 -0051東京都新宿区西早稲田3-30-16（ホリゾン1ビル） TEL. (03)3232-6141 FAX. (03)3232-6149 マキシム社では全体がマキシム社製品で実現されている回路以外の回路の使用については責任を持ちません。回路特許ライセンスは明言されていません。 マキシム社は随時予告なしに回路及び仕様を変更する権利を保留します。 Maxim Integrated Products, 120 San Gabriel Drive, Sunnyvale, CA 94086 408-737-7600 ____________________ 25 © 2001 Maxim Integrated Products is a registered trademark of Maxim Integrated Products. MAX1455 パッケージ(続き)___________________________________________________________________