特征

256位

TTP（兩次可編程）設置和忘記電阻設置允許二次機會永久編程

在OTP（一次性編程）激活前無限制調整

OTP覆蓋允許使用用戶定義的預設值進行動態調整

端到端電阻：2.5 kΩ、10 kΩ、50 kΩ、100 kΩ

緊湊型MSOP-10（3 mm×4.9 mm）包裝

快速穩定時間：通電時tS=5μs

雨刮器寄存器的完全讀/寫

通電預設到中刻度

額外包地址解碼引腳AD0和AD1

單電源2.7 V至5.5 V

低溫系數：35 ppm/°C

低功耗，最大IDD=6μA

寬工作溫度：-40°C至+125°C

提供評估板和軟件

軟件在工廠編程應用程序中取代了μC

應用

系統校準

電子水平設置

新設計中的Mechanical Trimmers®替代品

永久性工廠PCB設置

壓力、溫度、位置的傳感器調整，

化學和光學傳感器

射頻放大器偏壓

汽車電子調整

增益控制和偏移調整

概述

AD5170是一個256位，兩次可編程（TTP）數字電位器1，采用熔絲連接技術，使兩個機會在永久編程電阻設置。對于不需要在內存中多次編程數字電位器設置的用戶，OTP是EEMEM的一種經濟高效的替代方案。該裝置具有與機械電位器或可變電阻器相同的電子調節功能，具有增強的分辨率、固態可靠性和優異的低溫系數性能。

AD5170使用2線、I2C®兼容數字接口編程。在永久（實際上有兩個機會）設置電阻值之前，允許無限調整。在OTP激活期間，一個永久性的吹掃保險絲命令會凍結雨刮器的位置（類似于在機械修剪器上放置環氧樹脂）。

與傳統的OTP數字電位器不同，AD5170有一個獨特的臨時OTP覆蓋功能，即使在保險絲熔斷后也可以進行新的調整。但是，在隨后的通電條件下，將恢復TP設置。此功能允許用戶將這些數字電位器視為具有可編程預設的易失性電位器。

對于在工廠編程AD5170的應用程序，模擬設備提供運行在Windows NT®、2000和XP®操作系統上的設備編程軟件。該軟件有效地取代了任何外部I2C控制器，從而提高了用戶系統的上市時間。

功能框圖

典型性能特征

測試電路

圖24至圖29說明了定義產品規格表中使用的測試條件的測試電路。

操作理論

AD5170是一種256位數字控制可變電阻器（VR），采用熔絲連接技術實現電阻設置的記憶保持。

內部通電預設在通電期間將雨刮器置于中間刻度。如果OTP功能已激活，設備將以用戶定義的永久設置通電。

一次性編程（OTP）

在OTP激活之前，AD5170在初始通電期間預設為中刻度。雨刮器設置到所需位置后，可通過將T位編程設定為高，并采用適當的編碼（見表7和表8）和一次VDD U OTP來永久設置電阻。請注意，AD517x系列數字電位器的熔絲連接技術要求5.25 V和5.5 V之間的VDD U OTP來熔斷保險絲，以實現給定的非易失性設置。另一方面，VDD在運行期間可以是2.7v到5.5v。因此，低于5.25 V的系統電源需要外部電源進行一次性編程。請注意，用戶只允許一次嘗試熔斷器。如果用戶在第一次嘗試時未能引爆保險絲，則保險絲的結構可能已發生變化，因此無論在隨后的事件中施加的能量如何，保險絲都可能永遠不會熔斷。有關詳細信息，請參閱電源設備注意事項部分。

設備控制電路有兩個驗證位E1和E0，可以讀回以檢查編程狀態（見表7）。用戶應始終讀回驗證位，以確保保險絲正確熔斷。保險絲熔斷后，所有保險絲閂鎖在隨后通電時啟用；因此，輸出與存儲的設置相對應。圖30顯示了詳細的功能框圖。

編程可變電阻和電壓

變阻器操作

端子A和端子B之間的RDAC標稱電阻為2.5 kΩ、10 kΩ、50 kΩ和100 kΩ。VR的標稱電阻（RAB）有256個觸點可通過雨刮器端子連接，再加上B端子觸點。RDAC鎖存器中的8位數據被解碼以選擇256個可能的設置之一。

假設使用10 kΩ零件，雨刮器的第一次連接從數據0x00的B端子開始。由于雨刮器接觸電阻為50Ω，因此這種連接在端子W和端子B之間產生最小100Ω（2×50Ω）的電阻。第二個連接是第一個抽頭，對應于139Ω（RWB=RAB/256+2×RW=39Ω+2×50Ω）對于數據0x01。第三個連接是下一個抽頭點，代表數據0x02的178Ω（2×39Ω+2×50Ω），依此類推。每增加一個LSB數據值，雨刮器就會沿著電阻器階梯向上移動，直到最后一個分接點在10100Ω（RAB+2×RW）處斷開。

確定端子W和端子B之間數字編程輸出電阻的一般方程式為：

其中，D是加載到8位RDAC寄存器中的二進制代碼的十進制等效值，RAB是端到端電阻，RW是內部開關通電電阻產生的刮水器電阻。

總之，如果RAB=10 kΩ且A端子開路，則RDAC鎖存代碼的輸出電阻RWB設置為表5所示。

注意，在零刻度條件下，存在100Ω的有限雨刮器電阻。應注意將該狀態下端子W和端子B之間的電流限制在最大脈沖電流不超過20 mA。否則，內部開關觸點可能會退化或損壞。

與機械電位計類似，雨刮器端子W和端子A之間的RDAC電阻也會產生數字控制的互補電阻RWA。

使用這些端子時，B端子可以打開。為RWA設置電阻值從電阻的最大值開始，并隨著鎖存器中加載的數據值的增加而減小。這個操作的一般方程是：

對于RAB=10 kΩ且B端子開路，為RDAC鎖存代碼設置以下輸出電阻RWA，如表6所示。

典型的器件對器件匹配取決于工藝批次，并且可能會有高達±30%的變化。由于電阻元件是用薄膜技術加工而成的，RAB隨溫度的變化具有非常低的35 ppm/°C溫度系數。

編程電位計分壓器

電壓輸出操作

數字電位計很容易在雨刮器至B和雨刮器至a處產生一個與a至B處的輸入電壓成比例的分壓器。與VDD到GND的極性（必須為正）不同，a–B、W–a和W–B之間的電壓可以是任意極性。

如果忽略雨刮器電阻的影響以獲得近似值，則將A端子連接至5 V，將B端子連接至接地，在雨刮器至B處產生一個從0 V到1 LSB小于5 V的輸出電壓。每個電壓LSB等于施加在端子AB上的電壓除以電位計分壓器的256個位置。定義施加在端子A和端子B上的任何有效輸入電壓在VW時相對于地的輸出電壓的一般方程為：

為了進行更精確的計算（包括刮水器阻力的影響），VW可以如下所示：

分壓器在數字模式下的操作更精確。與變阻器模式不同，輸出電壓主要取決于內部電阻RWA和RWB的比值，而不是ab 溶質值。因此，溫度漂移降低到15 ppm/°C。

ESD保護

所有數字輸入SDA、SCL、AD0和AD1均采用串聯輸入電阻和并聯齊納ESD結構進行保護，如圖34和圖35所示。

終端電壓工作范圍

AD5170 VDD至GND電源定義了3端數字電位器正常工作的邊界條件。端子A、端子B和端子W上出現的超過VDD或GND的電源信號將被內部正向偏置二極管鉗制（見圖36）。

通電順序

由于ESD保護二極管限制了端子A、端子B和端子W的電壓合規性（見圖36），所以在向端子A、端子B和端子W施加任何電壓之前，必須為VDD/GND供電。否則，二極管將是正向偏壓的，這樣VDD會無意中通電，并可能影響用戶電路的其余部分。理想的通電順序是GND、VDD、數字輸入，然后是VA/VB/VW。只要在VDD/GND之后供電，VA、VB、VW和數字輸入的相對順序并不重要。

電源考慮事項

為了減少封裝引腳數，一次性編程和正常工作電壓電源共用AD5170的同一個VDD端子。AD5170采用熔絲連接技術，需要5.25 V到5.5 V來熔斷內部保險絲，以實現給定的設置，但在保險絲編程過程后，正常VDD可以在2.7 V到5.5 V之間的任何位置。因此，如果系統VDD低于所需的VDD U OTP，則需要雙電壓供電和隔離。保險絲編程電源（車載調節器或機架式電源）的額定電壓必須為5.25 V至5.5 V，并且能夠提供100 mA電流，持續400 ms，以便成功地進行一次編程。保險絲編程完成后必須移除VDD U OTP電源，以允許在2.7 V至5.5 V的電壓下正常工作，并且設備將消耗以μA為單位的電流范圍。圖37顯示了使用跳線實現雙電源要求的最簡單方法。這種方法節省了一個電壓供應，但需要額外的電流，需要手動配置。

在3.5V至5.25V系統中，另一種方法是在系統電源和OTP電源之間添加一個信號二極管，用于隔離，如圖38所示。

對于在2.7V電壓下操作系統的用戶，建議使用雙向低閾值P-Ch mosfet來隔離電源。如圖39所示，這假設首先施加2.7 V系統電壓，P1和P2柵極被拉到地上，從而打開P1，隨后打開P2。因此，AD5170的VDD接近2.7 V。當發現AD5170設置時，工廠測試儀將VDD_OTP應用于VDD和MOSFETs柵極，關閉P1和P2。在這個時間，程序在ad7.5被保護，而在ad7.5程序被保護。一旦保險絲編程完成，測試儀將退出VDD U OTP，AD5170的設置將永久固定。

AD5170通過熔斷內部保險絲來實現OTP功能。用戶應始終在第一次嘗試保險絲編程時應用5.25 V至5.5 V一次性編程電壓要求。不遵守此要求可能導致保險絲結構發生變化，導致編程無法操作。

不良的PCB布局引入寄生，可能影響保險絲編程。因此，建議在盡可能靠近VDD形管腳的地方并聯10μF鉭電容器和1 nF陶瓷電容器。為兩個電容器選擇的類型和值很重要。這種電容值的組合提供了快速響應和更大的電源電流處理，同時在瞬變過程中使電源電壓降最小。因此，這些電容器通過不抑制引爆內部保險絲所需的適當能量來提高OTP編程成功率。此外，c1使瞬態干擾和低頻紋波最小化，而C2在正常運行期間降低了高頻噪聲。

布局注意事項

最好采用緊湊、最小引線長度的布局設計。輸入端的導線應盡可能直接，導線長度應最小。接地路徑應具有低電阻和低電感。

請注意，數字接地還應在一個點遠程連接到模擬接地，以盡量減少接地反彈。

評估軟件/硬件

有兩種控制AD5170的方法。用戶可以使用計算機軟件或外部I2C控制器對設備進行編程。

軟件編程

由于一次性可編程特性的優點，用戶可以考慮在將最終產品交付給最終用戶之前在工廠對設備進行編程。ADI提供設備編程軟件，可在出廠時在運行Windows®95或更高版本的PC上實現。因此，不需要外部控制器，這大大縮短了開發時間。程序是一個不需要任何編程語言知識或編程技能的可執行文件。它易于設置和使用。圖41顯示了軟件界面。

在OTP編程之前，AD5170在通電后的中刻度啟動。要增加或減少阻力，用戶只需移動左側的滾動條。要寫入任何特定的值，用戶應該使用上面屏幕中的位模式并按Run按鈕。向設備寫入數據的格式如表7所示。一旦用戶找到永久鏈接程序，按下所需的保險絲按鈕。

要從設備中讀取驗證位和數據，用戶只需按下“讀取”按鈕。讀取位的格式如表8所示。

要在工廠應用設備編程軟件，用戶必須修改并行端口電纜，并為控制信號分別配置插腳2、插腳3、插腳15和插腳25，以分別用于SDA_write、SCL、SDA_read和DGND（圖42）。用戶還應使用SCL和SDA焊盤布置AD5170的PCB，如圖43所示，這樣可以插入pogo引腳進行工廠編程。

I2C接口

S=啟動條件。

P=停止條件。

A=確認。

AD0，AD1=封裝引腳可編程地址位。

X=不在乎。

W=寫入。

R=讀取。

2T=用于兩次編程的第二個熔絲連接陣列。邏輯0對應于第一個微調。邏輯1對應于第二微調。

請注意，在微調1之前吹氣微調2會有效地禁用微調1，而反過來只允許一次性編程。

SD=關閉將雨刮器連接到B端子并斷開A端子。它不會改變雨刮器寄存器的內容。

T=OTP編程位。邏輯1永久編程雨刮器。

OW=覆蓋保險絲設置并將數字電位計編程為不同的設置。請注意，通電后，數字電位計根據保險絲連接是否熔斷而預設為中刻度或保險絲設置。

D7、D6、D5、D4、D3、D2、D1、D0=數據位。

E1，E0=OTP驗證位。

0，0=準備編程。

1，0=致命錯誤。有些保險絲沒有熔斷。不要重試。丟棄此單元。

1，1=編程成功。無法進一步調整。

I2C兼容2線串行總線

2線I2C串行總線協議的工作原理如下：

1.主機通過建立一個啟動條件來啟動數據傳輸，即當SCL為高時，SDA線路上發生從高到低的轉換（見圖45）。下面的字節是從地址字節，它包括后接R/W位的從機地址（該位決定數據是從設備讀寫的）。AD0和AD1是可配置的地址位，允許一條總線上最多有四個設備（見表7）。

在第九個時鐘脈沖期間，與發送的地址位相對應的從機地址將SDA線拉低（這稱為確認位）。在這個階段，總線上的所有其他設備保持空閑，而所選設備等待數據寫入或從其串行寄存器讀取。如果R/W位高，主設備將從設備讀取數據。如果R/W位低，主設備將寫入從設備。

2.在寫入模式下，第二個字節是指令字節。指令字節的第一位（MSB）2T是第二個微調啟用位。第二個邏輯陣列選擇一個高邏輯陣列，第二個邏輯陣列選擇低邏輯。這意味著在用trim#1熔斷后，用戶還有機會再次用trim#2熔斷。請注意，在trim 1之前使用trim#2會有效地禁用trim#1，而反過來，只允許一次性編程。

第二個MSB SD是一個關閉位。邏輯高導致雨刮器與端子B短路時端子A開路。此操作在變阻器模式下產生幾乎0Ω，在電位計模式下產生0 V。需要注意的是，關閉操作不會干擾寄存器的內容。當脫離停機時，先前的設置應用于RDAC。此外，在停機期間，可以編程新的設置。當部件從關機狀態返回時，相應的VR設置將應用于RDAC。

第三個MSB，T，是OTP（一次性可編程）編程位。一個邏輯高壓熔斷器熔斷，并對電阻器設置進行永久性編程。例如，如果用戶想炸掉第一組保險絲，指令字節將是00100XXX。要引爆第二個熔絲陣列，指令字節將是10100XXX。T位的邏輯低僅允許設備充當典型的易失性數字電位器。

第四個MSB必須始終位于邏輯0處。

第五個MSB，OW，是一個覆蓋位。當上升到邏輯高電平時，OW允許在內部保險絲熔斷后更改RDAC設置。但是，一旦OW返回到邏輯零，RDAC的位置將返回到覆蓋之前的設置。因為OW不是靜態的，如果設備斷電或打開，RDAC會根據保險絲是否已永久設置，將其預設為中間刻度或保險絲熔斷時的設置。

指令字節中剩余的位是無所謂位（參見圖45）。

在確認指令字節后，寫入模式下的最后一個字節是數據字節。數據在串行總線上以9個時鐘脈沖的順序傳輸（8個數據位后接一個確認位）。SDA線路上的轉換必須發生在SCL的低周期，并在SCL的高周期保持穩定（見圖44）。

3.在讀取模式下，數據字節緊跟在從屬地址字節的確認之后。數據以9個時鐘脈沖的順序通過串行總線傳輸（與寫入模式稍有不同，8個數據位后跟一個確認位）。同樣，SDA線上的轉換必須發生在SCL的低周期，并且在SCL的高周期保持穩定（見圖46）。

在數據字節之后，驗證字節包含兩個驗證位：E0和E1。這些位表示一次性編程的狀態（參見圖46）。

4.在所有的數據位都被讀或寫之后，主機將建立一個停止條件。停止條件被定義為當SCL為高時SDA線路上從低到高的轉換。在寫入模式下，主機在第10個時鐘脈沖期間將SDA線拉高，以建立停止條件（見圖45）。在讀取模式下，主機對第9個時鐘脈沖發出“無應答”（即SDA線保持高電平）。然后，主機在第10個時鐘脈沖之前將SDA線調低，該脈沖變高，以建立停止條件（見圖46）。

重復寫入功能使用戶可以在尋址和指令部件一次之后，靈活地多次更新RDAC輸出。例如，RDAC在寫入模式下確認了它的從屬地址和指令字節之后，RDAC輸出會在每個連續的字節上更新。如果需要不同的指令，寫/讀模式必須用新的從機地址、指令和數據字節重新啟動。同樣，也允許RDAC的重復讀取功能。

一條總線上有多個設備

圖47顯示了同一串行總線上的四個AD5170。每個都有不同的從機地址，因為它們的AD0和AD1引腳的狀態不同。這允許總線上的每個設備獨立地被寫入或讀取。主設備輸出總線驅動程序是一個完全兼容I2C接口的開漏式下拉驅動器。

外形尺寸

1、評估板附帶10 kΩRAB電阻器選件；但是，該板兼容所有可用的電阻值選項。

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