四通道、128/256位、I2C、 非易失性数字电位计 AD5123/AD5143 功能框图 特性 10 kΩ和100 kΩ电阻可选 电阻容差：8%(最大值) 游标电流：±6 mA 低温度系数：35 ppm/°C 宽带宽：3 MHz 快速启动时间：< 75 μs 线性增益设置模式 单电源及双电源供电 宽工作温度范围：−40℃至+125℃ 3 mm × 3 mm封装 4 kV ESD保护 VDD AD5123/AD5143 POWER-ON RESET RDAC1 A1 INPUT REGISTER 1 W1 B1 RDAC2 A2 INPUT REGISTER 2 SCL W2 B2 SDA SERIAL INTERFACE RDAC3 7/8 ADDR INPUT REGISTER 3 W3 B3 RDAC4 INPUT REGISTER 4 应用 W4 B4 便携式电子设备的电平调整 LCD面板亮度和对比度控制 可编程滤波器、延迟和时间常数 可编程电源 GND 10878-001 EEPROM MEMORY VSS 图1. 概述 表1. 该系列产品型号 AD5123/AD5143电位计为128/256位调整应用提供一种非易 型号 AD51231 AD5124 AD5124 AD5143 AD5144 AD5144 AD5144A AD5122 AD5122A AD5142 AD5142A AD5121 AD5141 失性解决方案，保证±8%的低电阻容差误差，Ax、Bx和 Wx引脚提供最高±6 mA的电流密度。 低电阻容差和低标称温度系数简化了开环应用和需要容差 匹配的应用。 线性增益设置模式允许对数字电位计端子RAW和RWB两串电 阻之间的电阻值独立编程，使电阻匹配非常精确。 宽带宽和低总谐波失真(THD)确保对于交流信号具有最佳 性能，适合滤波器设计。 在电阻阵列末端的游标电阻低，仅40 Ω，允许进行引脚到引 通道 四通道 四通道 四通道 四通道 四通道 四通道 四通道 双通道 双通道 双通道 双通道 单通道 单通道 位置 接口 2 C C 封装 LFCSP LFCSP C LFCSP LFCSP 2 C 2 2 C TSSOP C LFCSP/TSSOP 2 2 C 2 C 2 C 2 LFCSP/TSSOP LFCSP LFCSP 脚连接。 1 两个电位计和两个可变电阻器。 游标电阻值可通过一个I2C兼容数字接口设置，也可利用该 接口回读游标寄存器和内容。 AD5123/AD5143采用紧凑型16引脚、3 mm × 3 mm LFCSP封 装。保证工作温度范围为−40°C至+125°C的扩展工业温度 范围。 Rev. A Document Feedback Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 ©2012–2013 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Technical Support www.analog.com ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提 供的最新英文版数据手册。 AD5123/AD5143 目录 特性..................................................................................................... 1 工作原理 .......................................................................................... 19 应用..................................................................................................... 1 RDAC寄存器和EEPROM ....................................................... 19 功能框图 ............................................................................................ 1 输入移位寄存器........................................................................ 19 概述..................................................................................................... 1 I2C串行数据接口 ...................................................................... 19 修订历史 ............................................................................................ 2 I2C地址........................................................................................ 19 技术规格 ............................................................................................ 3 高级控制模式 ............................................................................ 21 电气特性—AD5123 .................................................................... 3 EEPROM或RDAC寄存器保护............................................... 22 电气特性—AD5143 .................................................................... 6 RDAC架构.................................................................................. 25 接口时序规格 .............................................................................. 9 对可变电阻进行编程............................................................... 25 移位寄存器和时序图............................................................... 10 对电位计分压器进行编程 ...................................................... 26 绝对最大额定值............................................................................. 11 端电压范围 ................................................................................ 26 热阻 ............................................................................................. 11 上电时序..................................................................................... 26 ESD警告...................................................................................... 11 布局和电源偏置........................................................................ 26 引脚配置和功能描述 .................................................................... 12 外形尺寸 .......................................................................................... 27 典型性能参数 ................................................................................. 13 订购指南..................................................................................... 27 测试电路 .......................................................................................... 18 修订历史 2013年3月—修订版0至修订版A 更改“产品特性”部分....................................................................... 1 2012年10月—修订版0：初始版 Rev. A | Page 2 of 28 AD5123/AD5143 技术规格 电气特性—AD5123 除非另有说明，VDD = 2.3 V至5.5 V，VSS = 0 V；VDD = 2.25 V至2.75 V，VSS = -2.25 V至−2.75 V；−40°C < TA < +125°C。 表2. 参数 直流特性—可变电阻器 模式(全部RDAC) 分辨率 电阻积分非线性2 电阻差分非线性2 标称电阻容差 电阻温度系数3 游标电阻3 底部量程或顶部量程 标称电阻匹配 直流特性—电位计驱动器 模式(全部RDAC) 积分非线性4 差分非线性4 满量程误差 零刻度误差 分压器温度系数3 符号 测试条件/注释 N R-INL R-DNL AB/RAB AB/RAB RW 最小值 典型值1 最大值 7 RAB = 10 kΩ VDD ≥ 2.7 V VDD < 2.7 V RAB = 100 kΩ VDD ≥ 2.7 V VDD < 2.7 V 6 单位 位 −1 −2.5 ±0.1 ±1 +1 +2.5 LSB LSB −0.5 −1 −0.5 −8 +0.5 +1 +0.5 +8 代码 = 满量程 代码 = 零电平 RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ ±0.1 ±0.25 ±0.1 ±1 35 LSB LSB LSB % ppm/°C 55 130 125 400 Ω Ω RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ 代码= 0xFF −1 40 60 ±0.2 80 230 +1 Ω Ω % RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ −0.5 −0.25 −0.25 ±0.1 ±0.1 ±0.1 +0.5 +0.25 +0.25 LSB LSB LSB RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ −1.5 −0.5 −0.1 ±0.1 +0.5 LSB LSB RBS 或R TS RAB1/RAB2 INL DNL VWFSE VWZSE W /VW 6 RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ 代码 = 半量程 Rev. A | Page 3 of 28 1 0.25 ±5 1.5 0.5 LSB LSB ppm/°C AD5123/AD5143 参数 电阻端 最大连续电流 端电压范围5 电容A、电容B3 电容W3 共模漏电流3 数字输入 输入逻辑3 高 低 输入迟滞3 输入电流3 输入电容3 数字输出 输出高电压3 输出低电平3 三态漏电流 三态输出电容 电源 单电源电压范围 双电源电压范围 正电源电流 负电源电流 EEPROM存储电流3、6 EEPROM读取电流3、7 功耗8 电源抑制比 符号 测试条件/注释 最小值 RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ −6 −1.5 VSS 典型值1 最大值 单位 IA, IB,和IW CA, CB CW f = 1 MHz，针对GND测量， 代码 = 半量程 RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ f = 1 MHz，针对GND测量， 代码 = 半量程 RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ VA = VW = V B VINH VINL VHYST IIN CIN VOH VOL −500 +6 +1.5 VDD 25 12 pF pF 12 5 ±15 pF pF nA +500 0.7 × VDD 0.2 × VDD 0.1 × VDD ±1 5 RPULL-UP = 2.2 kΩ至VDD ISINK = 3 mA ISINK = 6 mA VDD −1 IDD ISS IDD_EEPROM_STORE IDD_EEPROM_READ PDISS PSRR VIH = VDD 或V IL = GND VDD = 5.5 V VDD = 2.3 V VIH = VDD 或V IL = GND VIH = VDD 或V IL = GND VIH = VDD 或V IL = GND VIH = VDD 或V IL = GND ∆VDD/∆VSS = VDD ± 10%, 代码 = 满量程 Rev. A | Page 4 of 28 2.3 ±2.25 −5.5 0.7 400 −0.7 2 320 3.5 −66 V V V µA pF 0.4 0.6 +1 V V V µA pF 5.5 ±2.75 V V 5.5 µA nA µA mA µA µW dB 2 VSS = GND mA mA V −60 AD5123/AD5143 参数 动态特性9 带宽 总谐波失真 电阻噪声密度 VW建立时间 符号 测试条件/注释 BW −3 dB RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ VDD/VSS = ±2.5 V, VA = 1 V rms, VB = 0 V, f = 1 kHz RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ 代码 = 半量程，TA = 25°C， f = 10 kHz RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ VA = 5 V，VB = 0 V， 零电平至满量程， ±0.5 LSB误差带 RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ THD eN_WB tS 串扰(CW1/CW2) CT 模拟串扰 耐久性10 CTA 最小值 TA = 25°C 典型值1 最大值 单位 3 0.43 MHz MHz −80 −90 dB dB 7 20 nV/√Hz nV/√Hz 2 12 10 25 −90 1 µs µs nV-sec nV-sec dB 百万周期 千周期 年 100 50 数据保留期11 典型值代表25°C、VDD = 5 V且VSS = 0 V时的读数平均值。 电阻积分非线性(R-INL)误差是指在最大电阻和最小电阻游标位置之间测得的值与理想值的偏差。R-DNL衡量连续抽头位置之间相对于理想位置的相对阶跃变 化。最大游标电流限制在(0.7 × VDD)/RAB。 3 通过设计和特性保证，但未经生产测试。 4 INL和DNL在VWB处测得，条件是将RDAC配置为类似于电压输出DAC的电位计分压器。VA = VDD且VB = 0 V。单调性工作条件保证DNL规格限值为±1 LSB(最大值)。 5 电阻端A、电阻端B和电阻端W彼此没有极性限制。双电源供电支持以地为参考的双极性信号调整。 6 与工作电流不同，EEPROM编程的电源电流持续约30 ms。 7 与工作电流不同，EEPROM读取的电源电流持续约20 µs。 8 PDISS可通过(IDD × VDD)计算。 9 所有动态特性均采用VDD/VSS = ±2.5 V。 10 耐久性在−40°C至+125°C时依据JEDEC 22标准方法A117认定为100,000个周期。 11 根据JEDEC 22标准方法A117，保持期限相当于125°C结温时的寿命。保持期限(基于1 eV的激活能)随Flash/EE存储器的结温递减。 1 2 Rev. A | Page 5 of 28 AD5123/AD5143 电气特性—AD5143 除非另有说明，VDD = 2.3 V至5.5 V，VSS = 0 V；VDD = 2.25 V至2.75 V，VSS = -2.25 V至−2.75 V；−40°C < TA < +125°C。 表3. 参数 直流特性—可变电阻器 模式(全部RDAC) 分辨率 电阻积分非线性2 电阻差分非线性2 标称电阻容差 电阻温度系数3 游标电阻3 底部量程或顶部量程 标称电阻匹配 直流特性—电位计驱动器 模式(全部RDAC) 积分非线性4 差分非线性4 满量程误差 零刻度误差 分压器温度系数3 符号 测试条件/注释 N R-INL R-DNL AB/RAB AB/RAB RW 最小值 典型值1 最大值 8 RAB = 10 kΩ VDD ≥ 2.7 V VDD < 2.7 V RAB = 100 kΩ VDD ≥ 2.7 V VDD < 2.7 V 6 单位 位 −2 −5 ±0.2 ±1.5 +2 +5 LSB LSB −1 −2 −0.5 −8 ±0.1 ±0.5 ±0.2 ±1 35 +1 +2 +0.5 +8 LSB LSB LSB % ppm/°C 55 130 125 400 Ω Ω −1 40 60 ±0.2 80 230 +1 Ω Ω % RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ −1 −0.5 −0.5 ±0.2 ±0.1 ±0.2 +1 +0.5 +0.5 LSB LSB LSB RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ −2.5 −1 −0.1 ±0.2 +1 LSB LSB 代码 = 满量程 代码 = 零电平 RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ RBS 或R TS RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ 代码 = 0xFF RAB1/RAB2 INL DNL VWFSE VWZSE W /VW 6 RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ 代码 = 半量程 Rev. A | Page 6 of 28 1.2 0.5 ±5 3 1 LSB LSB ppm/°C AD5123/AD5143 参数 电阻端 最大连续电流 端电压范围5 电容A、电容B3 电容W3 共模漏电流3 数字输入 输入逻辑3 高 低 输入迟滞3 输入电流3 输入电容3 数字输出 输出高电压3 输出低电平3 三态漏电流 三态输出电容 电源 单电源电压范围 双电源电压范围 正电源电流 负电源电流 EEPROM存储电流3、6 EEPROM读取电流3、7 功耗8 电源抑制比 符号 测试条件/注释 最小值 RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ −6 −1.5 VSS 典型值1 最大值 单位 IA, IB, 和I W CA, CB CW f = 1 MHz，针对GND测量， 代码 = 半量程 RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ f = 1 MHz，针对GND测量， 代码 = 半量程 RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ VA = V W = VB VINH VINL VHYST IIN CIN VOH VOL −500 +6 +1.5 VDD 25 12 pF pF 12 5 ±15 pF pF nA +500 0.7 × VDD 0.2 × VDD 0.1 × VDD ±1 5 RPULL-UP = 2.2 kΩ至VDD ISINK = 3 mA ISINK = 6 mA VDD −1 IDD ISS IDD_EEPROM_STORE IDD_EEPROM_READ PDISS PSRR VIH = VDD 或V IL = GND VDD = 5.5 V VDD = 2.3 V VIH = VDD 或V IL = GND VIH = VDD 或V IL = GND VIH = VDD 或V IL = GND VIH = VDD 或V IL = GND ∆VDD/∆VSS = VDD ± 10%, 代码 = 满量程 Rev. A | Page 7 of 28 2.3 ±2.25 −5.5 0.7 400 −0.7 2 320 3.5 −66 V V V µA pF 0.4 0.6 +1 V V V µA pF 5.5 ±2.75 V V 5.5 µA nA µA mA µA µW dB 2 VSS = GND mA mA V −60 AD5123/AD5143 参数 动态特性9 带宽 总谐波失真 电阻噪声密度 VW建立时间 符号 测试条件/注释 BW −3 dB RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ VDD/VSS = ±2.5 V, VA = 1 V rms, VB = 0 V, f = 1 kHz RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ 代码 = 半量程，TA = 25°C， f = 10 kHz RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ VA = 5 V，VB = 0 V， 零电平至满量程， ±0.5 LSB误差带 RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ RAB = 10 kΩ RAB = 100 kΩ THD eN_WB tS 串扰(CW1/CW2) CT 模拟串扰 耐久性10 CTA 最小值 TA = 25°C 典型值1 最大值 单位 3 0.43 MHz MHz −80 −90 dB dB 7 20 nV/√Hz nV/√Hz 2 12 10 25 −90 1 µs µs nV-sec nV-sec dB 百万周期 千周期 年 100 50 数据保留期11 典型值代表25°C、VDD = 5 V且VSS = 0 V时的读数平均值。 电阻积分非线性(R-INL)误差是指在最大电阻和最小电阻游标位置之间测得的值与理想值的偏差。R-DNL衡量连续抽头位置之间相对于理想位置的相对阶跃变 化。最大游标电流限制在(0.7 × VDD)/RAB。 3 通过设计和特性保证，但未经生产测试。 4 INL和DNL在VWB处测得，条件是将RDAC配置为类似于电压输出DAC的电位计分压器。VA = VDD且VB = 0 V。单调性工作条件保证DNL规格限值为±1 LSB(最大值)。 5 电阻端A、电阻端B和电阻端W彼此没有极性限制。双电源供电支持以地为参考的双极性信号调整。 6 与工作电流不同，EEPROM编程的电源电流持续约30 ms。 7 与工作电流不同，EEPROM读取的电源电流持续约20 µs。 8 PDISS可通过(IDD × VDD)计算。 9 所有动态特性均采用VDD/VSS = ±2.5 V。 10 耐久性在−40°C至+125°C时依据JEDEC 22标准方法A117认定为100,000个周期。 11 根据JEDEC 22标准方法A117，保持期限相当于125°C结温时的寿命。保持期限(基于1 eV的激活能)随Flash/EE存储器的结温递减。 1 2 Rev. A | Page 8 of 28 AD5123/AD5143 接口时序规格 除非另有说明，VDD = 2.3 V至5.5 V，所有规格均相对于TMIN至TMAX而言。 表4. I2C接口 参数1 fSCL 2 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11 t11A t12 tSP 3 tEEPROM_PROGRAM 4 tEEPROM_READBACK tPOWER_UP 5 tRESET 1 2 3 4 5 测试条件/注释 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 快速模式 标准模式 最小值 典型值 最大值 单位 100 kHz 400 kHz 4.0 µs 0.6 µs 4.7 µs 1.3 µs 250 ns 100 ns 0 3.45 µs 0 0.9 µs 4.7 µs 0.6 µs 4 µs 0.6 µs 4.7 µs 1.3 µs 4 µs 0.6 µs 1000 ns 20 + 0.1 CL 300 ns 300 ns 20 + 0.1 CL 300 ns 1000 ns 20 + 0.1 CL 300 ns 1000 ns 快速模式 标准模式 快速模式 快速模式 20 + 0.1 CL 20 + 0.1 CL 0 15 7 30 300 300 300 50 50 30 75 ns ns ns ns ms µs µs µs 描述 串行时钟频率 SCL高电平时间，tHIGH SCL低电平时间，tLOW 数据建立时间，tSU; DAT 数据保持时间，tHD; DAT 重复起始条件的建立时间，tSU; STA 起始条件的保持时间(重复)，tHD; STA 一个停止条件与一个起始条件之间的总线空闲时间tBUF 停止条件的建立时间，tSU; STO SDA信号的上升时间，tRDA SDA信号的下降时间，tFDA SCL信号的上升时间，tRCL 重复起始条件和应答位后的SCL信号上升时间， tRCL1(图3未显示) SCL信号的下降时间，tFCL 抑制尖峰的脉冲宽度(图3未显示) 存储器编程时间(图3未显示) 存储器回读时间(图3未显示) EEPROM上电恢复时间(图3未显示) EEPROM复位恢复时间(图3未显示) 最大总线电容限制在400 pF。 SDA和SCL时序通过输入滤波器使能来测量。关闭输入滤波器可提高传输速率，但对器件的EMC特性有不利影响。 SCL和SDA输入的输入滤波在快速模式下可抑制小于50 ns的噪声尖峰。 EEPROM编程时间取决于温度和EEPROM写入周期。温度越低且写入周期越长，时序性能就越高。 VDD − VSS等于2.3 V后的最长时间。 Rev. A | Page 9 of 28 AD5123/AD5143 移位寄存器和时序图 C3 C2 C1 C0 A3 A1 A2 DB8 DB7 A0 D7 DB0 (LSB) D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 10878-002 DB15 (MSB) DATA BITS CONTROL BITS ADDRESS BITS 图2. 输入移位寄存器内容 t11 t12 t6 t8 t2 SCL t6 t5 t1 t4 t10 t3 t9 t7 P S S 图3. I C串行接口时序图(典型写序列) 2 Rev. A | Page 10 of 28 P 10878-003 SDA AD5123/AD5143 绝对最大额定值 除非另有说明，TA = 25°C。 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损 坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任何其它 表5. 参数 VDD 至GND VSS 至GND VDD 至V SS VA, VW, VB 至GND IA, IW, IB 脉冲驱动1 频率> 10 kHz RAW = 10 kΩ RAW = 100 kΩ 频率≤ 10 kHz RAW = 10 kΩ RAW = 100 kΩ 数字输入 工作温度范围(TA)3 最大结温 (TJmax) 存储温度范围 回流焊 峰值温度 峰值温度时间 封装功耗 ESD 4 FICDM 1 2 3 4 额定值 −0.3 V至+7.0 V +0.3 V至−7.0 V 7V VSS − 0.3 V、VDD + 0.3 V 或+7.0 V(取较小者) 超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器件 能否正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响 器件的可靠性。 热阻 θJA由JEDEC JESD51标准定义，其取值取决于测试板和测试 环境。 表6. 热阻 ±6 mA/d 2 ±1.5 mA/d2 封装类型 16引脚 LFCSP ±6 mA/√d2 ±1.5 mA/√d2 −0.3 V至VDD + 0.3 V或 +7 V(取较小者) −40°C至+125°C 150°C 1 θJA 89.51 θJC 3 单位 °C/W JEDEC 2S2P测试板，静止空气(0 m/s气流)。 ESD警告 −65°C至+150°C 260°C 20秒至40秒 (TJ max − TA)/θJA 4 kV 1.5 kV 最大端电流受以下几个方面限制：开关的最大电流处理能力、封装的最 大功耗以及给定电阻条件下可在A、B和W端中任何两个之间施加的最大 电压。 d = 脉冲占空系数。 包括对EEPROM存储器进行编程。 人体模型(HBM)分类。 Rev. A | Page 11 of 28 ESD(静电放电)敏感器件。 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放 电。尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇 到高能量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采 取适当的ESD防范措施，以避免器件性能下降或功 能丧失。 AD5123/AD5143 11 B4 10 W4 9 B2 NOTES 1. INTERNALLY CONNECT THE EXPOSED PAD TO VSS. 10878-004 A2 7 12 VDD W2 8 TOP VIEW (Not to Scale) B3 5 W3 4 AD5123/ AD5143 VSS 6 B1 3 14 SDA PIN 1 INDICATOR A1 1 W1 2 13 SCL 16 GND 15 ADDR 引脚配置和功能描述 图4. 引脚配置 表7. 引脚功能描述 引脚编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 引脚名称 A1 W1 B1 W3 B3 VSS A2 W2 B2 W4 B4 VDD SCL SDA ADDR GND EPAD 描述 RDAC1的A端。VSS ≤ VA ≤ VDD。 RDAC1的游标端。VSS ≤ VW ≤ VDD。 RDAC1的B端。VSS ≤ VB ≤ VDD。 RDAC3的游标端。VSS ≤ VW ≤ VDD。 RDAC3的B端。VSS ≤ VB ≤ VDD. 负电源。此引脚应通过0.1 µF陶瓷电容和10 µF电容去耦。 RDAC2的A端。VSS ≤ VA ≤ VDD。 RDAC2的游标端。VSS ≤ VW ≤ VDD。 RDAC2的B端。VSS ≤ VB ≤ VDD. RDAC4的游标端。VSS ≤ VW ≤ VDD。 RDAC4的B端。VSS ≤ VB ≤ VDD. 正电源。此引脚应通过0.1 µF陶瓷电容和10 µF电容去耦。 串行时钟线。数据在逻辑低电平转换时读入。 串行数据输入/输出。 用于多个封装解码的可编程地址。 接地引脚，逻辑地基准点。 裸露焊盘在内部连接至VSS。 Rev. A | Page 12 of 28 AD5123/AD5143 典型性能参数 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.1 R-DNL (LSB) R-INL (LSB) 0.2 10kΩ, +125°C 10kΩ, +25°C 10kΩ, –40°C 100kΩ, +125°C 100kΩ, +25°C 100kΩ, –40°C 0 –0.1 –0.1 –0.2 –0.3 –0.2 –0.4 –0.5 –0.4 0 100 200 CODE (Decimal) –0.6 10878-005 10kΩ, +125°C 10kΩ, +25°C 10kΩ, –40°C 0 0.20 0.10 0.15 0.05 0 R-DNL (LSB) 0.05 0 –0.05 –0.10 10kΩ, +125°C 10kΩ, +25°C 10kΩ, –40°C 100kΩ, +125°C 100kΩ, +25°C 100kΩ, –40°C –0.20 0 –0.10 –0.15 –0.20 –0.25 50 100 CODE (Decimal) –0.30 10878-006 –0.15 –0.05 10kΩ, +125°C 10kΩ, +25°C 10kΩ, –40°C 0 100 图9. R-DNL与代码的关系(AD5123) 0.10 10kΩ, –40°C 10kΩ, +25°C 10kΩ, +125°C 100kΩ, –40°C 100kΩ, +25°C 100kΩ, +125°C 0.2 50 CODE (Decimal) 图6. R-INL与代码的关系(AD5123) 0.3 100kΩ, +125°C 100kΩ, +25°C 100kΩ, –40°C 0.05 0 DNL (LSB) 0.1 0 –0.1 –0.05 –0.10 –0.15 –0.20 –0.2 0 100 200 CODE (Decimal) 10878-007 –0.3 –0.25 –0.30 10kΩ, –40°C 10kΩ, +25°C 10kΩ, +125°C 0 100 100kΩ, –40°C 100kΩ, +25°C 100kΩ, +125°C 200 CODE (Decimal) 图10. DNL与代码的关系(AD5143) 图7. INL与代码的关系(AD5143) Rev. A | Page 13 of 28 10878-010 R-INL (LSB) 200 图8. R-DNL与代码的关系(AD5143) 0.10 INL (LSB) 100 CODE (Decimal) 图5. R-INL与代码的关系(AD5143) –0.25 100kΩ, +125°C 100kΩ, +25°C 100kΩ, –40°C 10878-009 –0.5 10878-008 –0.3 AD5123/AD5143 0.15 0.06 10kΩ, –40°C 10kΩ, +25°C 10kΩ, +125°C 100kΩ, –40°C 100kΩ, +25°C 100kΩ, +125°C 0.10 100kΩ, –40°C 100kΩ, +25°C 100kΩ, +125°C 0.02 0 DNL (LSB) 0.05 INL (LSB) 10kΩ, –40°C 10kΩ, +25°C 10kΩ, +125°C 0.04 0 –0.05 –0.02 –0.04 –0.06 –0.08 –0.10 –0.10 50 –0.14 10878-011 0 100 CODE (Decimal) 0 450 RHEOSTAT MODE TEMPERATURE COEFFICIENT (ppm/°C) 350 300 250 200 150 100 50 350 300 250 200 150 100 50 0 0 0 50 100 150 200 255 AD5143 0 25 50 75 CODE (Decimal) 100 127 AD5123 –50 图12. 电位计模式温度系数((ΔVW /VW )/ΔT × 10 6)与代码的关系 800 700 IDD, VDD = 2.3V IDD, VDD = 3.3V IDD, VDD = 5V 0 50 100 150 200 255 AD5142A 0 25 50 75 CODE (Decimal) 100 127 AD5122A 图15. 可变电阻器模式温度系数((ΔRWB /RWB )/ΔT × 10 6) 与代码的关系 1200 VSS = GND VDD VDD VDD VDD 1000 = 2.3V = 3.3V = 5V = 5.5V IDD CURRENT (µA) 500 400 300 800 600 400 200 0 –40 10 60 TEMPERATURE (°C) 110 125 0 0 1 2 3 4 INPUT VOLTAGE (V) 图16. IDD 电流与数字输入电压的关系 图13. 电源电流与温度的关系 Rev. A | Page 14 of 28 5 10878-016 200 100 10878-013 CURRENT (nA) 600 10878-015 –50 10kΩ 100kΩ 400 10878-012 POTENTIOMETER MODE TEMPERATURE COEFFICIENT (ppm/°C) 图14. DNL与代码的关系(AD5123) 100kΩ 10kΩ 400 100 CODE (Decimal) 图11. INL与代码的关系(AD5123) 450 50 10878-014 –0.12 –0.15 AD5123/AD5143 10 0 0x80 (0x40) 0 –10 0x40 (0x20) 0x20 (0x10) 0x20 (0x10) –20 0x10 (0x08) 0x8 (0x04) GAIN (dB) GAIN (dB) –20 0x10 (0x08) 0x8 (0x04) –30 0x80 (0x40) –10 0x40 (0x20) 0x4 (0x02) 0x2 (0x01) –40 0x1 (0x00) –30 0x4 (0x02) –40 –50 0x2 (0x01) 0x1 (0x00) 0x00 –60 0x00 –70 –50 –80 1k 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) –90 10 10878-017 100 100 –50 0 10M –20 –30 THD + N (dB) –70 –80 –40 –50 –60 –100 20 200 2k 20k 200k FREQUENCY (Hz) 10878-018 –80 VDD/VSS = ±2.5V fIN = 1kHz CODE = HALF SCALE NOISE FILTER = 22kHz –90 0.001 0.01 1 VOLTAGE (V rms) 图18. 总谐波失真加噪声(THD + N)与频率的关系 20 0.1 10878-021 –70 –90 图21. 总谐波失真加噪声(THD + N)与幅度的关系 10 VDD/VSS = ±2.5V RAB = 10kΩ 0 0 –10 –20 PHASE (Degrees) –20 –40 –60 –30 –40 –50 –60 –70 –80 100 1k –80 10k 100k 1M 10M FREQUENCY (Hz) 10878-019 –100 10 QUARTER SCALE MIDSCALE FULL-SCALE 图19. 归一化相位平坦度与频率的关系，RAB = 10 kΩ –90 10 QUARTER SCALE MIDSCALE FULL-SCALE 100 VDD/VSS = ±2.5V RAB = 100kΩ 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 图22. 归一化相位平坦度与频率的关系，RAB = 100 kΩ Rev. A | Page 15 of 28 1M 10878-022 THD + N (dB) 1M 10kΩ 100kΩ –10 –60 PHASE (Degrees) 100k 图20. 100 kΩ增益与频率和代码的关系 10kΩ 100kΩ VDD/VSS = ±2.5V VA = 1V rms VB = GND CODE = HALF SCALE NOISE FILTER = 22kHz 10k FREQUENCY (Hz) 图17. 10 kΩ增益与频率和代码的关系 –40 1k 10878-020 AD5143 (AD5123) AD5143 (AD5123) –60 10 AD5123/AD5143 300 200 0.8 0.0015 0.6 0.0010 0.4 0.0005 0.2 100 0 1 2 3 4 0 –600 –500 –400 –300 –200 –100 10878-023 0 5 VOLTAGE (V) 0 7 300 400 500 0 600 VDD = 5V ±10% AC VSS = GND, VA = 4V, VB = GND CODE = MIDSCALE –30 5 4 –40 –50 –60 3 –70 2 20 40 0 10 20 60 80 100 120 AD5143 30 40 CODE (Decimal) 50 60 AD5123 –90 10 10878-024 0 100k 1M 10M 0.020 0.015 RELATIVE VOLTAGE (V) 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.010 0.005 0 –0.005 –0.010 5 10 TIME (µs) 15 10878-025 0 图25. 最大转换毛刺 –0.020 0 500 1000 TIME (ns) 图28. 数字馈通 Rev. A | Page 16 of 28 1500 2000 10878-028 –0.015 0 –0.1 10k 图27. 电源抑制比(PSRR)与频率的关系 0x80 TO 0x7F 100kΩ 0x80 TO 0x7F 10kΩ 0.7 1k FREQUENCY (Hz) 图24. 最大带宽与代码和净电容的关系 0.8 100 10878-027 –80 1 RELATIVE VOLTAGE (V) 200 –20 6 0 10kΩ, RDAC1 100kΩ, RDAC1 –10 PSRR (dB) BANDWIDTH (MHz) 8 100 图26. 电阻寿命漂移 10kΩ + 0pF 10kΩ + 75pF 10kΩ + 150pF 10kΩ + 250pF 100kΩ + 0pF 100kΩ + 75pF 100kΩ + 150pF 100kΩ + 250pF 9 0 RESISTOR DRIFT (ppm) 图23. 增量式游标导通电阻与正电源(VDD )的关系 10 CUMULATIVE PROBABILITY 400 1.0 0.0020 PROBABILITY DENSITY WIPER ON RESISTANCE (Ω) 500 1.2 0.0025 100kΩ, V DD = 2.3V 100kΩ, V DD = 2.7V 100kΩ, V DD = 3V 100kΩ, V DD = 3.6V 100kΩ, V DD = 5V 100kΩ, V DD = 5.5V 10kΩ, V DD = 2.3V 10kΩ, V DD = 2.7V 10kΩ, V DD = 3V 10kΩ, V DD = 3.6V 10kΩ, V DD = 5V 10kΩ, V DD = 5.5V 10878-026 600 AD5123/AD5143 0 10kΩ 100kΩ 7 SHUTDOWN MODE ENABLED 6 THEORETICAL IMAX (mA) –20 –60 –80 5 4 3 2 10kΩ –100 1 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 10M 0 0 0 50 25 100 150 50 75 CODE (Decimal) 200 100 图30. 最大理论电流与代码的关系 图29. 关断隔离与频率的关系 Rev. A | Page 17 of 28 250 AD5143 125 AD5123 10878-030 100kΩ –120 10 10878-029 GAIN (dB) –40 AD5123/AD5143 测试电路 图31至图35定义了“技术规格”部分使用的测试条件。 NC VA IW V+ = VDD ±10% B V+ VMS A PSRR (dB) = 20 LOG W B 10878-031 VMS RSW = DUT B VMS B A = NC 10878-032 V+ W V+ = VDD 1LSB = V+/2N 图32. 电位计分压器非线性误差(INL、DNL) W VW B NC = NO CONNECT RW = VMS1/IW 10878-033 VMS1 + ISW – VSS TO VDD 图35. 增量导通电阻 IW = VDD/RNOMINAL DUT A 0.1V ISW CODE = 0x00 W DUT ΔVDD% 图34. 电源灵敏度与电源抑制比 (PSS、PSRR) 图31. 电阻积分非线性误差(可变电阻器操作；R-INL，R-DNL) A PSS (%/%) = 图33. 游标电阻 Rev. A | Page 18 of 28 ( ΔVMS ΔVDD ) ΔVMS% 0.1V 10878-035 NC = NO CONNECT ~ VDD 10878-034 DUT A W AD5123/AD5143 工作原理 AD5123/AD5143数字可编程电位计均设计用作真可变电 I2C串行数据接口 阻，用于处理端电压范围为VSS < VTERM < VDD的模拟信号。 AD5123/AD5143具有一个双线式I2C兼容串行接口，这些器 电阻游标位置取决于RDAC寄存器内容。RDAC寄存器用 件可作为从机连接到I2C总线，受主机的控制。典型写序列 作暂存寄存器，允许无限制地更改电阻设置。辅助寄存器 的时序图参见图3。 (输入寄存器)可用于预载入RDAC寄存器数据。 AD5123/AD5143支持标准(100 kHz)和快速(400 kHz)数据传 可利用I C接口(取决于具体型号)设置任意位，实现针对 输模式。不支持10位寻址和广播寻址。 RDAC寄存器的编程。找到所需的游标位置后，可以将该 双线式串行总线协议按如下方式工作： 2 值存储在EEPROM存储器中。以后上电时游标位置始终会 恢复到该位置。存储EEPROM数据大约需要15 ms；在这段 1. 主机通过建立起始条件而启动数据传输；起始条件即为 SDA线上发生高低转换而SCL处于高电平时。之后的字 时间内，器件会锁定并不会应答任何新命令，因而可防止 节是地址字节，由7位从机地址和一个R/W位组成。与 出现任何更改。 发送地址对应的从机通过在第9个时钟脉冲期间拉低 RDAC寄存器和EEPROM SDA来做出响应(这称为应答位)。在这个阶段，在选定 RDAC寄存器直接控制数字电位计游标的位置。例如，当 器件等待从移位寄存器读写数据期间，总线上的所有其 RDAC寄存器载入0x80(AD5143，256抽头)时，游标连接到 它器件保持空闲状态。 可变电阻的满量程。RDAC寄存器是一种标准逻辑寄存 如果R/W位为高，则主机由从机读取数据。不过，如果 器，不存在更改次数限制。 R/W位设为低电平，则主机对从机写入。 2. 数据按9个时钟脉冲(8个数据位和1个应答位)的顺序通过 可使用数字接口来写入和读取RDAC寄存器(见表9)。 串行总线发送。SDA线上的数据转换必须发生在SCL低 可使用命令9将RDAC寄存器的内容存储到EEPROM中(见 表9)。因此，在任何日后开关电源时序中，RDAC寄存器 会始终设置为该位置。可使用命令3回读保存到EEPROM 电平期间，并且在SCL高电平期间保持稳定。 3. 读取或写入所有数据位之后，停止条件随即建立。在写 入模式下，主器件在第10个时钟脉冲期间拉高SDA线， 中的数据(见表9)。 以建立停止条件。在读取模式下，主机会向第9个时钟 或者，也可以使用命令11单独写入EEPROM(见表15)。 脉冲发送不应答(即SDA线保持高电平)。主机在第10个 输入移位寄存器 时钟脉冲前将SDA线拉低，然后在第10个时钟脉冲期间 再次拉高，以建立停止条件。 对于AD5123/AD5143，输入移位寄存器为16位宽，如图2 所示。16位字由4个控制位后跟4个地址位以及8个数据位 I2C地址 组成。 更改ADDR硬连线的设置允许用户将多达三个器件集成到 若从AD5143 RDAC或EEPROM寄存器中读取数据(或写入 一条总线上，如表8所示。 AD5143 RDAC或EEPROM寄存器)，则最低数据位(位0)被 忽略。 数据以MSB优先(位15)方式加载。四个控制位决定软件命 令的功能，见表9和表15。 表8. I2C地址选择 ADDR引脚 VDD 无连接1 GND 1 7位I2C器件地址 0101000 0101010 0101011 双极性模式下不可用( VSS < 0 V)。 Rev. A | Page 19 of 28 AD5123/AD5143 表9. 精简命令操作真值表 命令编号 0 1 控制位 [DB15:DB12] C3 C2 C1 C0 0 0 0 0 0 0 0 1 地址位 [DB11:DB8]1 A3 A2 A1 A0 X X X X 0 0 A1 A0 D7 X D7 2 0 0 1 0 0 0 A1 A0 3 0 0 1 1 0 0 A1 9 10 14 15 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 X A3 0 0 X 0 A1 A1 X A1 1 D6 X D6 数据位[DB7:DB0]1 D5 D4 D3 D2 X X X X D5 D4 D3 D2 D1 X D1 D0 X D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 A0 X X X X X X D1 D0 A0 A0 X A0 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 1 0 X D0 操作 NOP：无操作 将串行寄存器数据内 容写入RDAC 将串行寄存器数据内容 写入输入寄存器 回读内容 D1 D0 数据 0 1 EEPROM 1 1 RDAC 复制RDAC寄存器内容至EEPROM 复制EEPROM内容至RDAC 软件复位 软件关断 D0 条件 0 正常模式 1 关断模式 X = 无关位。 表10. 精简地址位表 A3 1 0 0 0 0 1 A2 X1 0 0 0 0 A1 X1 0 0 1 1 A0 X1 0 1 0 1 通道 所有通道 RDAC1 RDAC2 RDAC3 RDAC4 X = 无关位。 Rev. A | Page 20 of 28 保存的通道存储器 不适用 RDAC1 RDAC2 RDAC3 RDAC4 AD5123/AD5143 高级控制模式 低游标电阻特性 AD5123/AD5143数字电位计提供一组用户编程特性，满足 AD5123/AD5143包含两个命令，当器件实现满量程或零电 各种通用调节器件种类繁多的应用需求(见表15和表17)。 平时，可降低端点之间的游标电阻。这些额外位置称为 “底部量程(BS)”和“顶部量程(TS)”。处于顶部量程时，A端 关键编程特性如下： 和W端之间的电阻称为RTS。与此类似，B端和W端之间的 • 输入寄存器 底部量程电阻称为RBS。 • 线性增益设置模式 当处于这些位置时，RDAC寄存器内容不发生改变。有三 • 低游标电阻特性 种方法可退出顶部量程或底部量程：使用命令12或命令13 • 线性增量和减量指令 (见表15)；载入新数据至RDAC寄存器，包括增量/减量操 • ±6 dB增量和减量指令 • 突发模式(仅I2C) 作；或者使用命令15进入关断模式(见表15)。 • 复位 当使能电位计或线性增益设置模式时，表11和表12分别表 • 关断模式 示顶部量程和底部量程位置的真值表。 输入寄存器 表11. 顶部量程真值表 AD5123/AD5143的每一个RDAC寄存器均含有一个输入寄 存器。这些寄存器允许预载入相应RDAC寄存器的值。这 些寄存器可通过命令2写入，并通过命令3读出(见表15)。 该特性支持一个或所有RDAC寄存器同时进行同步和异步 更新。 RAW RAB 线性增益设置模式 RWB RAB 线性增益设置模式 RWB RBS 可通过命令8，同步完成输入寄存器到RDAC寄存器的转移 (见表15)。 线性增量和减量指令 盖相应输入寄存器的内容。 电位器模式 RWB RAB RAW RAB 电位器模式 RWB RBS 表12. 底部量程真值表 RAW RTS 若新数据载入RDAC寄存器，则该RDAC寄存器将自动覆 RAW RTS 增量和减量命令(表15中的命令4和命令5)对线性阶跃调节 应用而言非常有用。这些命令通过允许控制器向器件发送 一个增量或减量命令，简化微控制器的软件编码。这种调 线性增益设置模式 节可以是独立进行的，也可以结合电位计进行，此时所有 AD5123/AD5143采用专利架构，可独立控制每串电阻(RAW 游标位置同时改变。 和RWB)。若要使能线性增益设置模式，可使用命令16(见表 对于增量命令而言，执行命令4将自动将游标移动到下一 15)设置控制寄存器的位D2(见表17)。 个电阻RDAC位置。该命令可在单通道或多通道下执行。 相对电位计模式的互补型电阻(RAW = RAB − RWB)而言，该操 作模式能够控制电位计，使其作为连接同一点(端点W)的 两个独立可变电阻器使用。 该模式使能每通道的第二路输入和RDAC寄存器，如表16 所示；然而，实际RDAC内容保持不变。同样的操作对电 位计和线性增益设置模式均有效。复位或上电后，器件恢 复电位计模式。 Rev. A | Page 21 of 28 AD5123/AD5143 ±6 dB增量和减量指令 复位 两个编程指令产生可通过独立电位计或组合电位计控制的 AD5123/AD5143可以通过软件由执行命令14(见表15)来进 游标位置对数抽头增量或减量，此时所有RDAC寄存器位 行复位。复位命令会将EEPROM的内容载入RDAC寄存 置均同步改变。+6 dB增量由命令6激活，−6 dB减量由命令 器，大约需要30 µs。EEPROM在出厂时预加载至中间电平， 7激活(见表15)。例如，从零电平位置开始并执行命令6十 因此首次上电时为中间电平。 次，则会将游标以6 dB阶跃移动至满量程位置。当游标位置 靠近最大设置时，最后6 dB的增量指令会导致游标移动到满 量程位置(见表13)。 关断模式 可执行软件关断命令(命令15，见表15)并将LSB (D0)置1来关 断AD5123/AD5143。此功能会将RDAC置于零功耗状态， 以+6 dB增加游标位置会使RDAC寄存器值翻倍，而以−6 dB 在该状态下器件工作在电位计模式，其中A端开路，游标 降低游标位置则会使该寄存器值减半。在AD5123/AD5143 端W连接B端，但存在40 Ω的有限游标电阻。当器件配置为 内部，器件使用移位寄存器使数据位左移或右移，以便得 线性增益设置模式时，被寻址的电阻RAW或RWB内部为高阻 到±6 dB增量或减量。这些功能对各种音频/视频电平调节而 抗。表14显示取决于器件工作模式的真值表。当处于关断 言非常有用，尤其是白光LED的亮度设定，因为相比较小 模式时，RDAC寄存器内容不发生改变。但在关断模式 的调整，人眼对较大的调整更为敏感。 下，表15中所列命令均支持。执行命令15(见表15)或将LSB 表13. 左移和右移功能详情，阶跃值为±6 dB增量或减量 左移(+6 dB/阶跃) 0000 0000 0000 0001 0000 0010 0000 0100 0000 1000 0001 0000 0010 0000 0100 0000 1000 0000 1111 1111 右移(−6 dB/阶跃) 1111 1111 0111 1111 0011 1111 0001 1111 0000 1111 0000 0111 0000 0011 0000 0001 0000 0000 0000 0000 (D0)设为0可退出关断模式。 表14. 关断模式的真值表 RAW 高阻抗 线性增益设置模式 RWB 高阻抗 电位器模式 RAW 高阻抗 RWB RBS EEPROM或RDAC寄存器保护 通过禁用EEPROM和RDAC寄存器更新，可保护这些寄存 器。可通过软件或硬件实现该特性。若这些寄存器由软件 提供保护，则设置位D0和/或位D1(见表17)即可单独保护 RDAC和EEPROM寄存器。 突发模式 通过使能突发模式，多个数据字节可连续发送至器件。命 令字节之后，器件会将连续字节看作该命令的数据字节。 当RDAC受到保护时，允许的唯一操作是将EEPROM中的 内容复制到RDAC寄存器。 通过产生一个重复开始或停止-开始条件，即可发送一个新 的命令。 突发模式通过设置控制寄存器的位D3进行配置(见表17)。 Rev. A | Page 22 of 28 AD5123/AD5143 表15. 高级命令操作真值表 控制位 [DB15:DB12] C2 C1 C0 0 0 0 0 0 1 地址位 [DB11:DB8]1 A3 A2 A1 A0 X X X X A3 A2 A1 A0 D7 X D7 D6 X D6 数据位[DB7:DB0] 1 D5 D4 D3 D2 X X X X D5 D4 D3 D2 D1 X D1 D0 X D0 命令编号 0 1 C3 0 0 2 0 0 1 0 A3 A2 A1 A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 3 0 0 1 1 X A2 A1 A0 X X X X X X D1 D0 4 5 6 7 8 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 A3 A3 A3 A3 A3 A2 A2 A2 A2 A2 A1 A1 A1 A1 A1 A0 A0 A0 A0 A0 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 1 0 1 0 X 9 0 1 1 1 0 0 A1 A0 X X X X X X X 1 10 11 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 A1 A1 A0 A0 X D7 X D6 X D5 X D4 X D3 X D2 X D1 0 D0 12 1 0 0 1 A3 A2 A1 A0 1 X X X X X X D0 13 1 0 0 1 A3 A2 A1 A0 0 X X X X X X D0 14 15 1 1 0 1 1 0 1 0 X A3 X A2 X A1 X A0 X X X X X X X X X X X X X X X D0 16 1 1 0 1 X X X X X X X X D3 D2 D1 D0 1 操作 NOP：无操作 将串行寄存器数据 内容写入RDAC 将串行寄存器数据内容 写入输入寄存器 回读内容 D1 D0 数据 0 0 输入寄存器 0 1 EEPROM 1 0 控制 寄存器 1 1 RDAC 线性RDAC增量 线性RDAC减量 +6 dB RDAC增量 −6 dB RDAC减量 复制输入寄存器内容 至RDAC(软件LRDAC) 复制RDAC寄存器内容 至EEPROM 复制EEPROM内容至RDAC 将串行寄存器数据内容 写入EEPROM 顶部量程 D0 = 0; 正常模式 D0 = 1; 关断模式 底部量程 D0 = 1; 进入 D0 = 0; 退出 软件复位 软件关断 D0 = 0; 正常模式 D0 = 1; 器件置于 关断模式 复制串行寄存器数据 至控制寄存器 X = 无关位。 表16. 地址位 A3 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 A2 X1 0 1 0 1 0 1 0 1 A1 X1 0 0 0 0 1 1 1 1 A0 X1 0 0 1 1 0 0 1 1 输入寄存器 所有通道 RDAC1 不适用 RDAC2 不适用 RDAC3 不适用 RDAC4 不适用 电位器模式 RDAC寄存器 所有通道 RDAC1 不适用 RDAC2 不适用 RDAC3 不适用 RDAC4 不适用 输入寄存器 所有通道 RWB1 RAW1 RWB2 RAW2 RWB3 RAW3 RWB4 RAW4 X = 无关位。 Rev. A | Page 23 of 28 线性增益设置模式 RDAC寄存器 所有通道 RWB1 RAW1 RWB2 RAW2 RWB3 RAW3 RWB4 RAW4 保存的RDAC 存储器 不适用 RDAC1 不适用 RDAC2 不适用 RDAC3 不适用 RDAC4 不适用 AD5123/AD5143 表17. 控制寄存器位功能描述 位的名称 D0 描述 RDAC寄存器写保护 0 = 游标位置冻结至EEPROM存储器值 1 = 允许通过数字接口更新游标位置(默认) D1 EEPROM编程使能 0 = EEPROM编程禁用 1 = 使能器件的EEPROM编程(默认) D2 线性设置模式/电位计模式 0 = 电位计模式(默认) 1 = 线性增益设置模式 D3 突发模式 0 = 禁用(默认) 1 = 使能(停止或重复启动条件后不禁用) Rev. A | Page 24 of 28 AD5123/AD5143 RDAC架构 A端和B端之间的标称电阻RAB为10 kΩ或100 kΩ，并具有128/ 为了实现最佳性能，ADI公司的所有数字电位计均采用了 256个可供游标端访问的触点。RDAC锁存器中的7/8位数 RDAC分段专利架构。具体而言，AD5123/AD5143采用三 据经过解码，用于选择128/256种可能的游标设置之一。确 级分段方法，如图36所示。AD5123/AD5143的游标开关设 定W端和B端间的数字编程输出电阻的通用公式如下： 计采用传输门CMOS拓扑，以及从VDD和VSS获得的门电压。 AD5123: A STS AD5143: RH RM RH 其中： D为载入7/8位RDAC寄存器的二进制代码的十进制等效 RM RL 值。 W RAB是端到端电阻。 RL 7-BIT/8-BIT ADDRESS DECODER RW是游标电阻。 RM 在电位计模式中，与机械电位计相似，W端和A端之间也 RH 产生一个数字可控互补电阻RWA。RWA还会产生最大8%的 RM RH 绝对值。RWA从最大电阻值开始，随着载入锁存器的数据 SBS 增大而减小。此操作的通用公式如下： AD5123: 10878-036 B 图36. AD5123/AD5143简化RDAC电路 AD5143: 顶部量程/底部量程架构 此外，AD5123/AD5143包含新的位置，减少端之间的电 阻。这些位置称为“底部量程”和“顶部量程”。采用底部量 其中： 程时，游标电阻典型值从130 Ω降至60 Ω (RAB = 100 kΩ)。采 D为载入7/8位RDAC寄存器的二进制代码的十进制等效 用顶部量程时，A端和W端之间的电阻减少1 LSB，总电阻则 值。 降至60 Ω (RAB = 100 kΩ)。 RAB是端到端电阻。 可变电阻编程 RW是游标电阻。 可变电阻器操作—±8%电阻容差 若器件配置为线性增益设置模式，则W端和A端之间的电 只有两个端用作可变电阻时，AD5123/AD5143采用可变电 阻直接与载入相应RDAC寄存器的代码成比例。此操作的 阻器模式工作。不用的一端可以悬空或者连接到W端，如 通用公式如下： 图37所示。 AD5123: A W B A W B 图37. 可变电阻器模式配置 W B AD5143: 10878-037 A 其中： D为载入7/8位RDAC寄存器的二进制代码的十进制等效值。 RAB是端到端电阻。 RW是游标电阻。 Rev. A | Page 25 of 28 AD5123/AD5143 在底部量程或顶部量程条件下，总共存在40 Ω的有限游标电 VDD 以及W端和B端之间的电流限制为±6 mA的最大连续电流或 A 表5中规定的脉冲电流。否则，内部开关触点可能会出现 W 性能下降，甚至是发生损坏。 B 电位计分压器编程 VSS 电压输出操作 数字电位计很容易在游标至B和游标至A处产生分压器，其 电压与A至B处的输入电压成比例，如图38所示。 上电时序 电压，因此必须先给VDD供电，然后再向A端、B端和W端 A W VB 图39. 由VDD 和VSS 设置的最大端电压 由于会用二极管来限制A端、B端和W端(见图39)处的顺从 VOUT B 施加电压。否则，该二极管会正偏，以致VDD意外上电。 10878-038 VA 10878-039 阻。无论器件的设置如何，都应将A端和B端、W端和A端 理想的上电时序为VSS、VDD、数字输入、VA、VB和VW。只 要在VSS和VDD之后上电，VA、VB、VW和数字输入的上电顺 图38. 电位计模式配置 将A端连接到5 V且B端连接到地时，可在游标W至B端处产 生0 V至5 V的输出电压。以下通用公式定义针对施加于A端 和B端的任意有效输入电压，VW处相对于地的输出电压： 序就无关紧要。无论电源的上电时序和斜坡速率如何，一 旦VDD上电，上电预设即会激活，该功能会将EEPROM值 恢复到RDAC寄存器。 布局布线和电源偏置 使用紧凑且引线长度最短的布局设计始终是一种较好的做 法。这样可确保尽量做到直接输入，实现最小导线长度。 其中： 接地路径应具有低电阻、低电感。用优质电容将电源旁路 RWB(D)可从公式1和公式2获得。 也是一种较好的做法。电源处应运用低等效串联电阻(ESR) RAW(D)可从公式3和公式4获得。 的1 μF至10 μF钽电容或电解电容，以便尽可能减少瞬态干扰， 在分压器模式下使用数字电位计，可提高整个温度范围内 并滤除低频纹波。图40所示为AD5123/AD5143的基本电源 的操作精度。与可变电阻器模式不同，输出电压主要取决 旁路配置。 于内部电阻RAW和RWB的比值，而非绝对值。因此，温度漂 移降到5 ppm/°C。 VDD 端电压范围 AD5123/AD5143内置ESD二极管来提供保护功能。这些二 极管还设置端工作电压的电压边界。A端、B端或W端超过 VSS + C3 10µF C1 0.1µF + C4 10µF C2 0.1µF VDD AD5123/ AD5143 VSS GND 性限制，但不得超过VDD或低于VSS。 10878-040 VDD的正信号会被正偏二极管箝位。VA、VW和VB之间没有极 图40. 电源旁路 Rev. A | Page 26 of 28 AD5123/AD5143 外形尺寸 0.30 0.23 0.18 0.50 BSC PIN 1 INDICATOR 16 13 1 12 1.75 1.60 SQ 1.45 EXPOSED PAD 9 0.50 0.40 0.30 TOP VIEW 0.80 0.75 0.70 4 8 BOTTOM VIEW 0.05 MAX 0.02 NOM COPLANARITY 0.08 0.20 REF SEATING PLANE 5 0.25 MIN FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET. COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-WEED-6. 08-16-2010-E PIN 1 INDICATOR 3.10 3.00 SQ 2.90 图41. 16引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_WQ] 3 mm x 3 mm，超薄体 (CP-16-22) 尺寸单位：mm 订购指南 型号 1, 2 AD5123BCPZ10-RL7 AD5123BCPZ100-RL7 AD5143BCPZ10-RL7 AD5143BCPZ100-RL7 EVAL-AD5143DBZ 1 2 RAB (kΩ) 10 100 10 100 分辨率 128 128 256 256 接口 I2C I2C I2C I2C 温度范围 −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C −40°C至+125°C Z = 符合RoHS标准的器件。 评估板附带10 kΩ的电阻RAB；不过，评估板兼容所有适用电阻值大小。 Rev. A | Page 27 of 28 封装描述 16引脚 LFCSP_WQ 16引脚 LFCSP_WQ 16引脚 LFCSP_WQ 16引脚 LFCSP_WQ 评估板 封装选项 CP-16-22 CP-16-22 CP-16-22 CP-16-22 标识 DGZ DH0 DH1 DH2 AD5123/AD5143 注释 I2C指最初由Philips Semiconductors(现为NXP Semiconductors)开发的一种通信协议。 ©2012–2013 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D10878sc -0-3/13(A) Rev. A | Page 28 of 28