MAX9979引脚电子IC中的PMU模式操作

1 引言
MAX9979是一款应用于自动测试仪器市场的高集成度、双通道、引脚电子(PE)IC。该器件包括双通道四电平、高速驱动器／比较器／负载(DCL)，并集成有箝位功能，可工作在驱动、高阻和低泄漏模式。其工作速度高于1 Gb／s。通过内部独立的16位D／A转换器支持所有电平等级。每通道还包括完全集成的参数测量单元(PMU)，具有极高的测量精度，使用户获得额外的设计价值。

2 PMU工作模式
MAX9979 PMU有多种工作模式，但这里只讨论4种模式(FVMI，FVMV，FIMI和FIMV)。表1所示介绍PMU 4种主要模式的设置。FMODE，MMODE和HiZFORCE通过内部串口控制，LLEAKP是1个外部引脚。

3 加压测流(FVMI)
FVMI模式下，内部产生的电压(VIN)直接施加到被测器件(DUT)的输出引脚。VIN可通过串口设置在－2.5～+7.5 V范围内，分辨率为16位，尽管其有效范围为-1.5～+6.5 V，但VIN设置为有效范同以外时并不会损坏MAX9979。
施加到DUT端的电压产生一个流人或流出的DUT电流。可在MEAS引脚监测、测量该电流大小：

式中：ILOAD是流入或流出DUT的电流，VMEAS是测量电压，VIOS为设置的偏置电压。RSENSE为量程电阻，该电阻是由内部串行位RS0、RS1、RS2确定(图1)。

注意：VIOS可设置在0～+5 V的范围内，其有效范围为+2～+4 V。当VIOS设置在有效范围以外时并不会损坏MAX9979。
图1和表1中，VIN是输入电压，通过内部D／A转换器来设置。DUT端电压VIN通过U1、S1、S4、U3、S3和S2闭环环路跟随设定。受外部SENSE引脚控制，S4允许选择直接跟随负载点。如果S4闭合，VIN施加到负载。利用该选择可消除由于电路板布线引起的偏移误差电压。
U2、U4、S5、U6并不在反馈环路中，但为监测负载电流的MEAS引脚提供了一个通路。出现在MEAS引脚的电压可由式(1)计算。

4 加压测压(FVMV)
FVMV模式操作与FVMI模式类似，VIN施加到DUT端(如果S4闭合，施加到外部负载端)，区别在于测量路径。开关S5闭合，MEAS端监测施加电压。MEAS端可通过外部称为VIOS的电压偏置。VIOS可在-O.75～+3.75 V之间设置，但指定的有效量程为0～+1.5 V。通过将VIOS设置在+1.5 V，MEAS端电压偏置在+1.5 V，并允许使用外部单极性A/D转换器。按照此方式．在MEAS引脚的DUT电压范围从-1.5～+6.5 V映射为0～+8 V。
图2与图1的区别在于模式开关设置为MMODE=1。MEAS引脚监测DUT端的电压，以及检测地电压(在DGS引脚)和VIOS。反馈环路和FVMI反馈环路相同――U1、S1、S4、U3、S3和S2。测量路径包括S4、U3、S5和U5到监测端。注意S5处于“1”位置，或者MMODE=1。通过内部设置VIOS可偏置MEAS引脚电压，以适应单极性A／D转换器。

通过DGS引脚也可将MEAS引脚偏置到与地电位不同的电势。DGS引脚检测负载地，这有助于消除由于地电位偏差造成的误差。同样，SENS引脚也可设置用于直接检测负载。当VIOS=1.5 V时。对于-1.5～+6.5 V编程输入，MEAS电压范围为单极性(0～+8 V)。因此，VIOS允许任何A／D转换器可连接到MEAS引脚。
图1和图2表明用户可将多个MAX9979的MEAS引脚连接到一起，共用一个A／D转换器。通过内部串行位，内部HiZMEASS或外部HiZMEASP将每个MEAS输出设置在高阻态。测量时用户必须将每个器件设置在高阻功能。

5 加流测流(FIMI)
FIMI模式下，VIN直接由内部选定的RSENSE电阻施加。VIN通过该电阻施加电流－可利用式(2)计算。+1 V编程电压代表指定的满量程(FSR)。例如，假定选择量程D(50 KΩ±20μA)，RSENSE电阻为50 kΩ，VIN为1 V，VIOS为0 V，通过式(2)得到的施加电流(IFORCE)为20μA：

因此，20μA代表了量程D的FSR。

注意：当VIIOS与VIN相等时，施加电流为0μA。VIIOS可在O～+5 V之间编程，但有效量程为+2～+4 V。类似于FVMI模式，设置值超出该量程时并不损坏MAX9979。VIIOS可看作是施加电流为零时的电压值。典型值设置为+2.5 V，与内部基准电压一致。VIIOS的主要功能是设置MEAS引脚电压，以便适合多种不同的A／D转换器用，例如单极性A／D转换器。如图3所示,FIMI模式下的反馈环路包括U1、S1、U2、U4、S3和S2。选择正确的负载时必须注意确保输出电压应不超出+6.5V或-1.5 V。

6 加流测压(FIMV)
FIMV模式与FIMI模式的反馈环路相同，施加电流的等式也相同。对于FIMV模式。MMODE置为1。如图4所示，由于S5置1，MEAS引脚监测DUT电压。

7 结论
通过简单等效电路介绍MAX9979 PMU的4种操作模式：FVMI、FVMV、FIMI和FIMV。这些模式使得MAX9979大大提高了用户设计的灵活性，详细信息请参考MAX9979和MAX9979EVKIT数据资料。