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MAX9979管脚电子IC中PMU模式操作

时间:05-18 来源:互联网 点击:

摘要:该应用笔记结合各种模式的等效电路图介绍了MAX9979参数测量单元(PMU)最常用的四种工作模式(FVMI、FVMV、FIMI和FIMV)。关于各种功能的详细介绍和模式操作请参考MAX9979数据资料。

简介

MAX9979是一款应用于自动测试仪器(ATE)市场的高集成度、双通道、管脚电子(PE) IC。器件包括双通道四电平、高速驱动器/比较器/负载(DCL),并集成了钳位功能,可以工作在驱动、高阻和低泄漏模式。工作速度高于每秒1吉比特(1Gbps)。通过内部独立的16位数/模转换器(DAC)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。

PMU工作模式

MAX9979 PMU有多种工作模式,但在本应用笔记中只讨论四种模式(FVMI、FVMV、FIMI和FIMV)。

表1所示介绍了PMU四种主要模式的设置。FMODE、MMODE和低电平有效HIZFORCE通过内部串口控制,低电平有效LLEAKP是一个外部引脚。

表1. PMU模式选择

PMU ModeDriverComparatorLoadFMODEMMODEActive-Low LLEAKPActive-Low HIZFORCE
FVMILow-leakLow-leakLow-leak0011
FVMV0111
FIMI1011
FIMV1111

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可通过串口在-2.5V至+7.5V范围内设置,分辨率为16位,尽管它的有效范围为-1.5V至+6.5V,将VIN设置到有效范围以外时并不会对MAX9979造成损坏。

施加到DUT端的电压产生一个流入或流出DUT的电流。可以在MEAS引脚监测、测量该电流,通过下式进行计算:



其中ILOAD是流入或流出DUT的电流,VMEAS是测量电压,VIIOS是所设置的偏置电压。内部串行位RS0、RS1、RS2 (表2所示)选择量程电阻(RSENSE)。

表2. PMU电流量程控制

Digital InputSerial Interface BitsRange (RSENSE)
Active-Low LLEAKPActive-Low HIZFORCERS2RS1RS0
XX000E (500kΩ ±2µA)
XX001D (50kΩ ±20µA)
XX010C (5kΩ ±200µA)
XX011B (500Ω ±2mA)
X01XXB*
011XXB*
111XXA (20Ω ±50mA)
*量程A不能用于PMU高阻(high-Z)模式;PMU默认工作在量程B。

注意VIIOS可以设置在0至+5V范围,有效设置范围为+2V至+4V。设置在有效范围以外时并不会对MAX9979造成损坏。

在图1和表1中,VIN是输入电压,通过内部DAC设置。DUT端电压通过U1、S1、S4、U3、S3和S2闭环反馈环路跟随设定的VIN。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。利用这个选择,可以消除由于电路板走线引起的偏移误差电压。


图1. 加压测流(FVMI)

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。

表3列举了几个设置为FVMI模式的实例。

表3. FVMI模式设置实例
VIN
(V)
VIIOS
(V)
Range
DUT Voltage
(V)
VMEAS
(V)
Load
(kΩ)
Load
Current (µA)
+1+2.5D (±20µA)+1+6.550+20
0+2.5D (±20µA)+1+2.5500
-1+4D (±20µA)-1050-20
**FSR = 满量程范围。

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-0.75V至+3.75之间设置,但指定的有效量程为0至+1.5V。通过将VIOS设置在+1.5V,MEAS端电压偏置在+1.5V,并允许使用外部单极性ADC。按照这种方式,在MEAS管脚的DUT电压范围从-1.5V至+6.5V映射为0至+8V。

图2与图1的区别在于模式开关设置为MMODE = 1。MEAS管脚监测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。


图2. 加压测压(FVMV)

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,以适应单极性模/数转换器(ADC)。

通过DGS引脚也可以将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,SENSE引脚也可以设置用于直接检测负载。

表4列举了设置为FVMV模式的几个例子。

表4. FVMV模式设置实例

VIN
(V)
VIOS
(V)
Voltage at DGS
(V)
DUT Voltage
(V)
VMEAS
(V)
-1.500-1.5-1.5
-1.5+2-0.5-1.50
-1.5+1.50-1.50
+6.5+1.50+6.5+8

表4中的最后两个设置对应于VIOS为1.5V的设计。对于-1.5V至+6.5V编程输入,MEAS电压范围为单极性(0至8V)。该表说明了VIOS的使用,以允许任何ADC可连接到MEAS引脚。

图1和2表明用户可将多个MAX9979的MEAS引脚连接到一起,共用一个ADC。通过内部串行位,内部低电平有效HiZMEASS或外部低电平有效HiZMEASP可以将每个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。

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