Component - PSoC 4 Opamp V1.0 - Chinese

PSoC® Creator™ Component Datasheet
PSoC 4 运算放大器(Opamp)
1.0
特性
 可配置为跟随器或运算放大器
 轨至轨输入和输出
 组件输出与 GPIO 引脚直接低阻抗连接
 1mA 或 10mA 输出电流
 跟随器内部连接
概述
Opamp 组件可作为现成运算放大器使用,其输出与 GPIO 引脚直接相连以提供低输出阻抗。该组
件可以提供两种输出电流强度(1 mA 和 10 mA)来分别驱动内部或外部信号,其中 10 mA 电流
可同时驱动内部(SAR 组件)和外部信号。用户可以通过配置不同的功耗等级来实现功耗和带宽
的折中。
注意 :需要外部电阻网络实现放大增益。
何时使用 Opamp 组件
以下列表是 Opamp 组件的常用例子:




SAR ADC 增益
SAR ADC 高阻抗缓冲
通用信号放大器
有源滤波器
赛普拉斯半导体公司 • 198 Champion Court • SanJose, CA 95134-1709 • 408-943-2600
文档编号:001-87237 修订版*B
修订时间 April 11, 2016
PSoC 4 运算放大器(Opamp)
PSoC® Creator™ Component Datasheet
输入/输出接口
本节介绍 Opamp 组件的各种输入和输出接口。
正端输入 — 模拟输入
当 Opamp 组件配置为跟随器时,此 I/O 为电压输入。如果 Opamp 组件配置为运算放大器,此 I/O
就充当标准运算放大器同相输入。
负端输入 — 模拟输入*
当 Opamp 组件配置为运算放大器模式,此 I/O 为常规的反相输入。当 Opamp 组件配置为跟随器
模式时,该 I/O 硬连接至输出,且 I/O 不可用。
Vout — 模拟输出
输出可直接连接至引脚或使用模拟路由结构连接至内部负载。驱动强度可以选择 10 mA 或 1
mA,其中连接至引脚需要设置为 10 mA,内部连接则可以设置为 1 mA 或 10 mA,但通常应配置
为 1 mA。
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PSoC 4 运算放大器(Opamp)
组件参数
将 Opamp 组件拖放到您的设计上,并双击以打开“配置”对话框。图 1 显示的是配置对话框。
图 1. 配置运算放大器对话框
Opamp 组件提供以下参数可供配置。
模式
用户可通过配置该参数来选择组件工作模式:运算放大器(Opamp)和跟随器(Follower)。运
算放大器(Opamp) 模式是默认配置,在此模式下,三个终端都可用于连接。在跟随器模式下,
反相输入端内部连接至输出端,以实现电压跟随器。
功耗
Opamp 组件可在多种工作电流范围下进行工作。工作电流越高,其带宽便越大。Power(功耗)
参数允许用户选择功耗水平:High(高功耗)、Medium(中等功耗)和 Low(低功耗)。
输出
选择输出模式:1 mA – 内部连接或 10 mA – 连接至引脚。
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补偿
运算放大器提供三种补偿模式:High speed(高速)、Balanced(平衡)和 High stability(高稳
定性)。当运算放大器环路增益降低时,可通过降低补偿来增加带宽。
连接布置
每个 Opamp 组件端口都被直接连接至特定的 GPIO,同时也被连接至内部路由结构。如果需要输
出端直接输出至 GPIO,注意将其连接到特定的引脚。有关用于特定引脚连接的部件,请参考器件
数据手册。
资源
在 PSoC 4 中,运算放大器使用一个 Opamp( CTBm)模块实现,无需其他资源。
应用编程接口(API)
通过应用编程接口(API)子程序,您可以使用软件对组件进行配置。下表列出并说明了每个函数
的接口。以下各节将更详细地介绍每个函数。
默认情况下,PSoC Creator 将实例名称“Opamp_1”分配给指定设计中 Opamp 组件的第一个实
例。您可以将其重新命名为遵循标识符语法规则的任何唯一值。实例名称会成为与该组件相关的
每个全局函数名称、变量和常量符号的前缀。为便于阅读,下表中使用的实例名称为
“Opamp”。
函数
函数
说明
Opamp_Init()
根据自定义程序“Configure”对话框设置,初始化或恢复组件。
Opamp_Enable()
激活硬件并开始执行组件操作。
Opamp_Start()
对组件执行所有必需的初始化,并打开模块的电源。
Opamp_Stop()
关闭Opamp模块电源。
Opamp_SetPower()
将驱动功耗设置为以下三种之一:低、中或高功耗。
Opamp_PumpControl()
打开或关闭升压转换器。
Opamp_Sleep()
这是让组件进入睡眠的首选API。
Opamp_Wakeup()
它是将组件恢复到调用Opamp_Sleep() 前状态的首选API函数。
Opamp_SaveConfig()
保存组件的配置。
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函数
PSoC 4 运算放大器(Opamp)
说明
Opamp_RestoreConfig()
恢复组件的配置。
void Opamp_Init(void)
说明:
根据自定义程序“Configure”对话框设置,初始化或恢复组件。无需调用Opamp_Init(),因为
Opamp_Start() API会调用该函数,是开始组件操作的首选方法。
参数:
无
返回值:
无
其他影响:
根据自定义“Configure”对话框中的内容,对所有相关寄存器进行设置。
void Opamp_Enable(void)
说明:
激活硬件并开始执行组件操作。无需调用Opamp_Enable(),因为Opamp_Start() API会调用该
函数,它是开始组件操作的首选方法。
参数:
无
返回值:
无
其他影响:
无
void Opamp_Start(void)
说明:
对组件执行所有必需的初始化,并打开模块的电源。首次执行子程序时,将会设置功耗水平、
模式和输出模式。在调用Opamp_Stop() 后重启Opamp会保留当前组件的参数设置。
参数:
无
返回值:
无
其他影响:
无
void Opamp_Stop(void)
说明:
关闭Opamp组件。
参数:
无
返回值:
无
其他影响:
不影响Opamp工作模式或功耗设置
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void Opamp_SetPower(uint32 power)
说明:
将驱动功耗设置为以下三种之一:Opamp_LOWPOWER(低)、Opamp_MEDPOWER
(中)、Opamp_HIGHPOWER(高)。
参数:
(uint32) power: Opamp_LOWPOWER, Opamp_MEDPOWER, Opamp_HIGHPOWER.
返回值:
无
void Opamp_PumpControl(uint32 onOff)
说明:
用户使用它可打开或关闭Opamp的升压转换器。默认情况下,Opamp_Start()函数会打开转换
器,使用此命令可以将其关闭。
参数:
(uint32) onOff:Opamp_PUMPON将会打开升压转换器,Opamp_PUMPOFF将关闭升压转换
器。
返回值:
无
其他影响:
关闭此转换器将会降低运算放大器输入范围1.5V,输入范围将变为Vssa到(Vdda — 1.5V)
void Opamp_Sleep(void)
说明:
这是让组件进入睡眠的首选API。Opamp_Sleep() API保存当前组件的状态。然后调用
Opamp_Stop()函数,并调用Opamp_SaveConfig()以保存硬件配置。在调用
CySysPmDeepSleep()或CySysPmHibernate()函数之前,请先调用 Opamp_Sleep()函数。
参数:
无
返回值:
无
其他影响:
无
void Opamp_Wakeup(void)
说明:
此API是将组件恢复到调用Opamp_Sleep()时状态的首选API函数。Opamp_Wakeup()函数调
用Opamp_RestoreConfig()函数以恢复配置。如果组件在调用Opamp_Sleep()函数前已启用,
则Opamp_Wakeup()函数也将重新启用组件。
参数:
无
返回值:
无
其他影响:
如果调用Opamp_Wakeup()函数前未调用Opamp_Sleep()或Opamp_SaveConfig()函数可能会
产生意外行为。
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void Opamp_SaveConfig(void)
说明:
此函数会保存组件配置和非保留寄存器。此函数由Opamp_Sleep()函数调用。
参数:
无
返回值:
无
其他影响:
无
void Opamp_RestoreConfig(void)
说明:
该函数会恢复组件配置和非保留寄存器。此函数由Opamp_Wakeup()函数调用。
参数:
无
返回值:
无
其他影响:
无
MISRA 合规性
本节介绍了 MISRA-C:2004 合规性和本组件的偏差情况。定义了两种类型的偏差:项目偏差 — 适
用于所有 PSoC Creator 组件的偏差;特定偏差 — 仅适用于该组件的偏差。本节提供了有关组件
特定偏差的信息。《系统参考指南》的 MISRA 合规性章节中介绍了项目偏差以及有关 MISRA 合
规性验证环境的信息。
Opamp 组件没有任何特定偏差。
固件源代码示例
PSoC Creator 在“Find Example Project”对话框中提供了大量包括原理图和代码的示例项目。
要获取组件特定的示例,请打开组件目录中的对话框或原理图中的组件实例。要查看通用示例,
请打开“Start Page”或 File 菜单中的对话框。根据要求,可以通过使用对话框中的 Filter
Options 项来限定可选的项目列表。
更多有关信息,请参考 PSoC Creator 帮助中的“Find Example Project”(查找示例项目)主
题。
功能说明
此组件为一个基本运算放大器。可以配置功耗、输出强度,并与其他组件互联。运算放大器的三
个端口分别低阻连接到指定的引脚,该连接方式可以提供性能的优化。
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补偿选项的使用
补偿选项有以下几种建议设置:
负载电容
环路增益
1-6
7或以上
功耗模式
50 pF
125 pF(最大)
低
平衡
高稳定性
中
平衡
高稳定性
高
平衡
高稳定性
低
高速
平衡
中
高速
平衡
高
高速
平衡
这些设置适用于 10 mA 的电流输出,该输出能够驱动引脚。125pF 为最大负载电容。50pF 为
“中间”值。
框图和配置
组件使用 cy_psoc4_abuf 基元。
寄存器
更多有关寄存器的详细信息,请参见芯片的《技术参考手册》(TRM)。
API 存储器使用情况
根据不同的编译器、器件、所使用的 API 数量以及组件的配置情况,组件所用的存储空间大小也
不一样。下表提供了在某一器件配置中的所有 API 使用的存储器使用情况。
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通过使用“释放”模式下相应的编译器,可以完成测量操作。在该模式下,存储器的大小得到了
优化。有关特定的设计,可分析编译器生成的 m 映射文件以确定存储器的大小。
PSoC 4(GCC)
配置
默认值
闪存
SRAM
字节
字节
252
12
直流和交流电气特性
除非另有说明,否则这些规范的适用条件是:-40°C ≤ TA ≤ 85 °C 和 TJ ≤ 100 °C。除非另有说
明,否则这些规范的适用范围为 1.71 V 到 5.5 V。
运算放大器直流参数
参数
说明
最小值
典型
值
最大值
单位
IDD
Opamp模块电流。无负载。
—
—
—
—
IDD_HI
功耗 = 高
—
1000
1300
µA
IDD_MED
功耗 = 中
—
320
500
µA
IDD_LOW
功耗 = 低
—
250
350
µA
IOUT_MAX
VDDA ≥ 2.7 V, 距电源轨500 mV
—
—
—
—
IOUT_MAX_HI
功耗 = 高
10
—
—
mA
IOUT_MAX_MID
功耗 = 中
10
—
—
mA
IOUT_MAX_LO
功耗 = 低
10
5
—
mA
IOUT
VDDA = 1.71 V, 距电源轨500 mV
—
—
—
—
IOUT_MAX_HI
功耗 = 高
4
—
—
mA
IOUT_MAX_MID
功耗 = 中
4
—
—
mA
IOUT_MAX_LO
功耗 = 低
4
2
—
mA
VIN
电荷泵打开,VDDA ≥ 2.7 V
–0.05
—
VDDA – 0.2
V
VCM
电荷泵打开,VDDA ≥ 2.7 V
–0.05
—
VDDA – 0.2
V
VOUT
VDDA ≥ 2.7 V
—
—
—
VOUT_1
功耗 = 高,负载电流=10 mA
0.5
—
VDDA – 0.5
V
VOUT_2
功耗 = 高,负载电流=1 mA
0.2
—
VDDA – 0.2
V
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详情/条件
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参数
说明
最小值
典型
值
最大值
单位
详情/条件
VOUT_3
功耗 = 中,负载电流=1 mA
0.2
—
VDDA – 0.2
V
VOUT_4
功耗 = 低,负载电流=0.1mA
0.2
—
VDDA – 0.2
V
VOS_TR
失调电压,校准后
1
±0.5
1
mV
高模式
VOS_TR
失调电压,校准后
—
±1
—
mV
中模式
VOS_TR
失调电压,校准后
—
±2
—
mV
低模式
VOS_DR_TR
失调电压漂移,校准后
–10
±3
10
µV/C
高模式
VOS_DR_TR
失调电压漂移,校准后
—
±10
—
µV/C
中模式
VOS_DR_TR
失调电压漂移,校准后
—
±10
—
µV/C
低模式
CMRR
DC
70
80
—
dB
VDDD = 3.6 V
PSRR
工作在1 kHz,存在100 mV纹波
70
85
—
dB
VDDD = 3.6 V
Cload
达到最大负载。50 pF时性能规范。
—
—
125
pF
说明
最小值
典型
值
最大值
单位
GBW
负载 = 20 pF,0.1 mA。VDDA = 2.7 V
—
—
—
—
GBW_HI
功耗 = 高
6
—
—
MHz
GBW_MED
功耗 = 中
4
—
—
MHz
GBW_LO
功耗 = 低
2
—
—
MHz
—
—
—
—
运算放大器交流参数
参数
噪声
VN1
参考输入,1 Hz - 1GHz,功耗 = 高
—
94
—
µVrms
VN2
参考输入,1 kHz,功耗 = 高
—
72
—
nV/rtHz
VN3
参考输入,10kHz,功耗 = 高
—
28
—
nV/rtHz
VN4
参考输入,100kHz,功耗 = 高
—
15
—
nV/rtHz
Cload
达到最大负载。50 pF时性能规范。
—
—
125
pF
摆率
Cload = 50 pF,功耗 = 高,VDDA ≥
2.7 V
6
—
—
V/µsec
T_op_wake
从禁用到启用,无额外RC支配。
—
300
—
µSec
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详情/条件
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组件更新
本节列出了各版本的主要组件更新内容。
版本
更新内容
1.0.a
更新了数据表。
1.0
第一版
更新原因/影响
更正了器件规范,使之符合器件数据手册的要求。
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