特征

•適合汽車應用

•18通道伽馬校正

•2通道可編程VCOM:50 mA輸出

•10位分辨率

•軌對軌輸出

•低電源電流：900μA/ch

•電源電壓：7 V至18 V

•數字電源：2.0 V至5.5 V

•行業標準，雙線接口：3.4 MHz高速模式

•提供演示板和軟件

應用

•取代基于電阻的伽馬解決方案

•TFT-LCD參考驅動程序

•動態伽馬控制

說明

BUF20800-Q1是一種可編程基準電壓發生器，用于TFT-LCD面板中的伽馬校正。它提供18個可編程輸出用于伽馬校正，兩個通道用于VCOM調整，每個通道的分辨率為10位。

這種可編程性取代了傳統的耗時改變電阻值的過程，以優化各種伽馬電壓，并允許設計師快速確定面板的正確伽馬電壓。所需的更改也可以在不更改硬件的情況下輕松實現。

BUF20800-Q1采用了TI最新的小型幾何模擬CMOS工藝，這使得它成為全面生產的非常有競爭力的選擇，而不僅僅是評估。

通過工業標準的兩線串行接口對每個輸出進行編程。與現有的可編程緩沖器不同，BUF20800-Q1提供了一種高速模式，允許時鐘速度高達3.4兆赫。

對于較低的渠道數，請聯系您當地的銷售或營銷代表。

BUF20800-Q1在HTSSOP-38電源板中提供™ 包裹。規定溫度范圍為−40°C至+105°C。

相關產品

典型特征

TA=25°C，VS=18 V，VSD=5V，VREFH=17V，VREFL=1V，RL=1.5KΩ接地，CL=200pF，除非另有說明。

申請信息

BUF20800-Q1可編程電壓基準允許快速、輕松地調整18個可編程參考輸出和兩個用于VCOM調整的通道，每個通道具有10位分辨率。它提供了非常簡單，高效的伽馬基準電壓和VCOM電壓的調整。BUF20800-Q1通過高速標準雙線接口編程。BUF20800-Q1為每個DAC通道提供了雙寄存器結構，以簡化動態伽馬控制的實現。該結構允許所有通道同時快速更新。

緩沖器1−9能夠在正極供電軌200mV范圍內擺動，在負極供電軌0.6V范圍內擺動。緩沖器10-18能夠擺動到正極供電軌的0.8V范圍內和負極供電軌的200mV范圍內。

BUF20800-Q1可使用7V至18V的模擬電源電壓和2V至5.5V的數字電源供電。數字電源必須在模擬電源之前或同時使用，以避免過大的電流和功耗；如果長時間只連接模擬電源，可能會損壞設備。圖7顯示了電源定時要求。

圖8顯示了典型配置中的BUF20800-Q1。在這種配置中，BUF20800-Q1設備地址為74h。一旦在相應寄存器（LD=0）中接收到數據，每個數模轉換器（DAC）的輸出立即更新。

對于最大動態范圍，設置VREFH=VS−0.2 V和VREFL=GND+0.2 V。

雙線總線概述

BUF20800-Q1通過工業標準的雙線接口進行通信，以從模式接收數據。本標準使用兩線制開路漏極接口，支持單個總線上的多個設備。總線只驅動到邏輯低電平。發起通信的設備稱為主設備，由主設備控制的設備是從設備。主機在時鐘信號線（SCL）上生成串行時鐘，控制總線訪問，并生成啟動和停止條件。

為了對特定設備進行尋址，當SCL處于高電平時，主機通過將數據信號線（SDA）從高邏輯電平拉到低邏輯電平來啟動啟動條件。總線上的所有從機都在從機地址字節中移位，最后一位表示是要進行讀操作還是寫操作。在第9個時鐘脈沖期間，被尋址的從機通過產生一個應答并將SDA拉低來響應主機。

然后開始數據傳輸，發送8位數據，然后發送一個確認位。在數據傳輸過程中，當SCL較高時，SDA必須保持穩定。當SCL較高時，SDA的任何變化都將被解釋為啟動或停止條件。

一旦所有數據都被傳輸，主設備會生成一個停止條件，在SCL為高時，將SDA從低拉到高。

BUF20800-Q1只能作為從設備；因此，它從不驅動SCL。SCL只是BUF20800-Q1的輸入。表1和表2分別總結了BUF20800-Q1的地址和命令代碼。

處理BUF20800-Q1

BUF20800-Q1的地址是111010x，其中x是A0引腳的狀態。當A0引腳低時，設備將在地址74h（1110100）上確認。如果A0引腳高，設備將在地址75h（1110101）上確認。

其他有效地址可以通過簡單的掩碼更改來實現。請聯系您的TI代表以獲取信息。

（1）、 RC組合可選。

（2）、 GNDA和GNDD必須連接在一起。

（3）、 不建議將電容器連接到此節點。

數據速率

雙線總線以三種速度模式之一運行：

•標準：允許時鐘頻率高達100kHz；

•快速：允許時鐘頻率高達400kHz；以及

•高速模式（也稱為Hs模式）：允許時鐘頻率高達3.4MHz。

BUF20800-Q1完全兼容所有三種模式。在標準或快速模式下使用設備無需特殊操作，但必須激活高速模式。要激活高速模式，在啟動條件后發送一個特殊地址字節00001xxx，SCL=400kHz；xxx是支持Hs的主機的唯一位，可以是任何值。這個字節稱為Hs主代碼。（請注意，這與正常地址字節不同，低位不指示讀/寫狀態。）無論最后三位的值如何，BUF20800-Q1都將響應高速命令。BUF20800-Q1將不確認該字節；通信協議禁止確認Hs主代碼。收到主代碼后，BUF20800-Q1將打開其Hs模式濾波器，并以高達3.4MHz的頻率進行通信。通過生成無停止的重復啟動，可以在不重新發送Hs模式字節的情況下啟動附加的高速傳輸。BUF20800-Q1將在下一個停止條件下退出Hs模式。

一般呼叫重置和通電

BUF20800-Q1響應一般調用重置，即地址字節00h（0000 0000），后跟數據字節06h（0000 0110）。BUF20800-Q1確認這兩個字節。在收到一般呼叫重置后，BUF20800-Q1會執行完全的內部重置，就好像它已經斷電然后再打開一樣。它總是確認00h（0000 0000）的一般呼叫地址字節，但不確認除06h（0000 0110）以外的任何一般呼叫數據字節。

BUF20800-Q1通電后自動執行復位。作為重置的一部分，所有輸出均設置為（VREFH−VREFL）/2。其他重置值可作為自定義修改。有關詳細信息，請聯系您的TI代表。

發送設備地址后，如果發送有效的DAC地址，且位D7至D5設置為“100”，則BUF20800-Q1將所有輸出重置為（VREFH−VREFL）/2。如果將這些位設置為“010”，則只有在此最高有效字節（MSB）中尋址的DAC和下面的最低有效字節（LSB）將被重置。

輸出電壓

緩沖器輸出值由參考電壓（VREFH和VREFL）以及用于編程該緩沖器的二進制輸入代碼的十進制值確定。使用方程式1計算該值：

參考電壓的有效電壓范圍為：

BUF20800-Q1輸出能夠在典型的5μs內實現滿量程電壓輸出變化，無需中間步驟。

輸出鎖存器

更新DAC寄存器與更新DAC輸出電壓不同，因為BUF20800-Q1具有雙緩沖寄存器結構。有三種方法可以將傳輸的數據從存儲寄存器鎖存到DAC中，以更新DAC輸出電壓。

方法1：需要在外部設置閂鎖引腳（LD）LOW，LD=LOW，每當其對應的寄存器被更新時，它將更新每個DAC輸出電壓。

方法2：在外部設置LD=HIGH，以允許所有DAC輸出電壓在數據傳輸期間保持其值，直到LD=LOW，然后將同時將所有DAC的輸出電壓更新為新的寄存器值。使用此方法預先傳輸未來的數據集，以準備非常快速的輸出電壓更新。

方法3：采用軟件控制。當一個DAC寄存器中的任何15位都被更新時，所有的DAC寄存器都被更新。更新將在接收到當前寫入寄存器的16位數據后發生。

無論閂鎖引腳的狀態如何，一般呼叫重置和加電重置都將更新DAC。

讀/寫操作

BUF20800-Q1能夠在單個通信事務中從單個DAC或多個DAC讀取，或寫入單個DAC或多個DAC的寄存器。DAC地址以0000 0000開頭，對應于DAC_1，到0001 0011，對應于VCOM OUT2。

通過將讀/寫位設置為低位來執行寫入命令。將讀/寫位設置為高位將執行讀事務。

寫作

寫入單個DAC寄存器

1、1在總線上發送啟動條件。

2、發送設備地址，讀/寫位=低。BUF20800-Q1將確認該字節。

3、發送一個DAC地址字節。位D7−D5必須設置為0。位D4−D0是DAC地址。只有DAC地址00000到10011是有效的并且將被確認。表3顯示了DAC地址。

4、為指定的DAC寄存器發送兩個字節的數據。首先發送最高有效字節（位D15−D8，其中僅使用位D9和D8，且位D15−D14不得為01），然后發送最低有效字節（位D7−D0）。寄存器在接收到第二個字節后被更新。

5、在公共汽車上發送停車條件。

BUF20800-Q1將確認每個數據字節。如果主機通過在總線上發送停止或啟動條件而提前終止通信，則指定的寄存器將不會被更新。更新DAC寄存器與更新DAC輸出電壓不同。請參閱“輸出閂鎖”部分。

更新多個DAC寄存器的過程與更新單個寄存器的過程相同。然而，在寫入尋址寄存器后，主機不再發送停止條件，而是繼續為下一個寄存器發送數據。當發送附加數據時，BUF20800-Q1會自動并按順序逐步執行后續寄存器。該過程將繼續，直到所有需要的寄存器都已更新或發出停止條件。

要寫入多個DAC寄存器：

1、1在總線上發送啟動條件。

2、發送設備地址，讀/寫位=低。BUF20800-Q1將確認該字節。

3、發送從第一個DAC開始的DAC_1地址字節，或發送要更新的DAC序列中第一個DAC的地址字節。BUF20800-Q1將從該DAC開始，并按順序逐步執行后續的DAC。

4、發送數據字節；首先發送最高有效字節（位D15−D8，其中只有位D9和D8有意義），然后是最低有效字節（位D7−D0）。前兩個字節用于上述步驟3中尋址的DAC。它的寄存器在接收到第二個字節后自動更新。接下來的兩個字節用于以下DAC。該DAC寄存器在接收到第四個字節后被更新。此過程將繼續，直到以下所有DAC的寄存器都已更新。

5、在公共汽車上發送停車條件。

BUF20800-Q1將確認每個字節。要終止通信，請在總線上發送停止或啟動條件。只有接收到兩個字節數據的DAC寄存器才會被更新。

閱讀

讀取DAC寄存器將返回存儲在DAC中的數據。此數據可能與存儲在DAC寄存器中的數據不同。請參閱“輸出閂鎖”部分。

要讀取DAC值：

1、在總線上發送啟動條件。

2、發送設備地址，讀/寫位=低。BUF20800-Q1將確認該字節。

3、發送DAC地址字節。位D7−D5必須設置為0；位D4−D0是DAC地址。只有DAC地址00000到10011是有效的并且將被確認。

4、在總線上發送啟動或停止/啟動條件。

5、發送正確的設備地址，讀/寫位=高。BUF20800-Q1將確認該字節。

6、接收兩個字節的數據。它們用于指定的DAC。第一個接收到的字節是最高有效字節（位D15−D8；只有位D9和D8有意義）；下一個字節是最低有效字節（位D7−D0）。

7、收到第一個字節后確認。

8、不要確認第二個字節以結束讀取事務。

可通過在總線上發送過早停止或啟動條件或不發送確認來終止通信。

要讀取多個DAC：

1、在總線上發送啟動條件。

2、發送設備地址，讀/寫位=低。BUF20800-Q1將確認該字節。

3、發送從第一個DAC開始的DAC_1地址字節，或發送要讀取的DAC序列中第一個DAC的地址字節。BUF20800-Q1將從該DAC開始，并按順序逐步執行后續的DAC。

4、在總線上發送啟動或停止/啟動條件。

5、發送正確的設備地址，讀/寫位=高。BUF20800-Q1將確認該字節。

6、接收兩個字節的數據。它們用于指定的DAC。第一個接收到的字節是最高有效字節（位D15−D8，只有位D9和D8有意義）；下一個字節是最低有效字節（位D7−D0）。

7、接收到除最后一個字節外的每個數據字節后確認。最后一個字節的確認位應為高位，以結束讀取操作。

8、當所有需要的DAC都被讀取后，在總線上發送一個停止或重復啟動條件。

可通過在總線上發送過早停止或啟動條件或不發送確認來終止通信。

取代傳統的伽馬緩沖器

傳統的gamma緩沖器依靠電阻串（通常使用昂貴的0.1%電阻）來設置伽馬電壓。在開發過程中，優化這些伽馬電壓可能很耗時。用BUF20800-Q1編程這些伽馬電壓可以顯著減少伽馬電壓優化所需的時間。最終的伽馬值可以寫入外部EEPROM，以取代傳統的gamma緩沖解決方案。在LCD面板通電期間，定時控制器讀取EEPROM并將值加載到BUF20800-Q1中，以生成所需的伽馬電壓。圖11a顯示了傳統的電阻串；圖11b顯示了使用BUF20800-Q1的更有效的替代方法。

BUF20800-Q1采用當今最先進的高壓CMOS工藝，這使得它能夠與傳統的伽馬緩沖器相競爭。

該技術具有顯著優勢：

•顯著縮短開發時間。

•只需上傳一組不同的伽馬值，就可以向液晶顯示器制造商演示各種伽馬曲線。

•它允許在生產過程中對伽馬曲線進行簡單調整，以適應面板制造工藝或最終客戶要求的變化。

•降低成本和空間。

可編程VCOM

BUF20800-Q1的VCOM通道可從正極電源軌擺動至2V，而源極為50 mA，而在負極導軌上方擺動至1 V，同時下沉50 mA（參見圖4，典型特征輸出電壓與輸出電流）。為了存儲gamma和VCOM值，需要一個外部EEPROM。在LCD面板通電期間，時序控制器可以讀取EEPROM并將值加載到BUF20800-Q1中，以生成所需的VCOM電壓，如圖11和圖12所示。VCOM通道可獨立于伽馬通道編程。

REFH和REFL輸入范圍

BUF20800-Q1的最佳性能和輸出擺動范圍是通過施加略低于電源電壓的REFH和REFL電壓實現的。大多數規格在REFH=Vs−200mV和REFL=GND+200mV下進行了測試。REFH內部緩沖區設計成非常接近Vs，REFL內部緩沖區非常接近GND。然而，它們在飽和前擺動的距離是有限的。為避免內部REFH和REFL緩沖器飽和，REFH電壓不得大于Vs−100mV，REFL電壓不得低于GND+100mV。圖13顯示了REFH和REFL緩沖區的擺動能力。

當試圖最大化gamma緩沖器的輸出擺動能力時，另一個考慮因素是輸出緩沖器（OUT1−18、VCOM1和VCOM2）擺動范圍的限制，這取決于負載電流。LCD應用中的典型負載為5-10mA。例如，如果OUT1的電源是10mA，則擺動通常限制在Vs−200mV左右。這同樣適用于OUT18，當下沉10mA時，它通常限制在GND+200mV。輸出擺幅的增加只能在負載較輕的情況下實現。例如，3mA負載通常允許擺動增加到Vs−100mV和GND+100mV左右。

將REFH直接連接到Vs和REFL直接連接到GND不會損壞BUF20800-Q1。但是，如上所述，REFH和REFL緩沖器的輸出級將飽和。這種情況并不理想，可能會導致OUT1−18、VCOM1和VCOM2的測量輸出電壓出現小誤差。如上所述，這種連接REFH和REL的方法無助于最大化輸出擺動能力。

20個伽馬通道的配置

VCOM輸出可作為額外的伽馬參考，以實現兩個額外的伽馬通道（總共20個）。當產生或吸收較小電流時，VCOM輸出將與OUT1−9輸出相同（見圖4）。VCOM輸出能夠更好地擺動到正軌道，而不是反向軌道。因此，最好將VCOM輸出用于更高的參考電壓，如圖14所示。

22個伽馬通道的配置

除VCOM輸出外，REFH和REFL OUT輸出也可用作固定伽馬參考。輸出電壓將分別由REFH和REFL輸入電壓設置。因此，REFH OUT應用于最高電壓gamma基準，REFL OUT用于最低電壓gamma基準。22通道解決方案可通過使用所有18個輸出、兩個VCOM輸出和兩個用于伽馬參考的REFH/L OUT輸出創建，見圖15。然而，REFH和REFL OUT緩沖器設計為僅驅動5−10mA量級的輕負載。不建議使用這些緩沖器驅動電容性負載。此外，REFH和REFL緩沖器不得因REFH OUT或REFL OUT產生過多電流而飽和。REFH和REFL緩沖器的飽和會導致OUT1−18和VCOM OUT1−2的電壓出現錯誤。BUF01900可用于提供可編程VCOM輸出。

動態伽馬控制

動態伽瑪控制是一種用于改善液晶電視圖像質量的技術。分析每個畫面幀中的亮度，并逐幀調整伽馬曲線。伽馬曲線通常在視頻信號中的短垂直消隱期間更新。圖16顯示了使用BUF20800-Q1進行動態伽馬控制和VCOM輸出的框圖。

由于其獨特的拓撲結構，BUF20800-Q1非常適合快速改變伽馬曲線：

•DAC的雙寄存器輸入結構；

•快速串行接口；

•通過軟件同步更新所有DAC。請參閱寫入所有寄存器的讀/寫操作和輸出鎖存器部分。

雙寄存器輸入結構通過允許將更新的DAC值預加載到第一寄存器組來節省編程時間。當圖片仍在顯示時，可以存儲此數據。因為數據只存儲在第一寄存器組中，所以DAC輸出值保持不變，顯示不受影響。在垂直同步期間，可以通過使用連接到LD管腳的附加控制線或通過軟件在任何DAC寄存器的第15位寫入“1”，來快速更新DAC輸出（因此，伽馬電壓）。有關雙寄存器輸入結構操作的詳細信息，請參閱輸出鎖存器部分。

例子：通過軟件同時更新所有18個伽馬寄存器。

第1步：檢查LD引腳是否處于高狀態。

第2步：寫入DAC寄存器1−18，位15始終為“0”。

第3步：用相同的數據再次寫入任何DAC寄存器。確保位15為“1”。所有的DAC通道將在接收到最后一位數據后同時更新。（注：此步驟可通過在上一步驟中將dac18的位15設置為“1”來消除。）

鈦板整體解決方案

除了BUF20800-Q1可編程基準電壓源外，TI還為LCD面板市場提供一整套集成電路，包括伽馬校正緩沖器、各種電源解決方案和音頻電源解決方案。TI的總IC溶液見圖17。

工業應用中的BUF20800-Q1

BUF20800-Q1電源范圍廣，輸出電流高，成本極低，在可編程電源、多通道數據采集系統、數據記錄器、傳感器勵磁和線性化、電源生成和其他用途等一系列中等精度工業應用中具有吸引力。每個通道都有DNSB入口DAL。

許多系統需要不同水平的偏壓和電源，用于各種部件以及傳感器勵磁、控制回路設定點、電壓輸出、電流輸出和其他功能。BUF20800-Q1有20個可編程DAC通道，通過允許設計者通過軟件更改所有這些參數，為整個系統提供了極大的靈活性。

圖18提供了BUF20800-Q1如何在應用程序中使用的各種想法。帶有兩線串行接口的微控制器控制BUF20800-Q1的各種DAC。BUF20800-Q1可用于：

•傳感器激勵

•可編程偏壓/參考電壓

•可變電源

•高電流電壓輸出

•4-20mA輸出

•控制回路的設定點發生器

注：BUF20800-Q1 DAC的輸出電壓將在通電或復位時設置為（VREFH−VREFL）/2。

評估板和軟件

BUF20800-Q1有一個評估委員會。評估板具有易于使用的軟件，允許設置單個通道電壓（見圖19）。可以快速評估配置以確定給定應用程序的最佳代碼。有關評估委員會的更多信息，請聯系您當地的TI代表。

電源板設計的一般注意事項

BUF20800-Q1采用熱增強型PowerPAD封裝。這個包裝是用一個下裝引線框架構造的，模具安裝在上面，見圖20（a）和圖20（b）。這種布置導致引線框架暴露在封裝底部的熱墊上；見圖20（c）。該熱墊與模具直接熱接觸；因此，通過提供遠離熱墊的良好熱路徑，可獲得優異的熱性能。

PowerPAD包允許在一個制造操作中同時進行裝配和熱管理。在表面貼裝焊料操作過程中（引線焊接時），必須將熱焊盤焊接到封裝下方的銅區域。通過在這個銅區域內使用熱路徑，熱量可以從封裝件傳導到接地層或其他散熱裝置中。始終需要將PowerPAD焊接到印刷電路板（PCB），即使在低功耗的應用中也是如此。這在引線框架模架墊和PCB之間提供了必要的熱連接和機械連接。

電源板必須連接到設備上最負的電源電壓，即GNDA和GNDD。

1、準備帶有頂部蝕刻圖案的PCB。導線和熱墊都應進行蝕刻。

2、在隔熱墊區域放置推薦的孔。HTSSOP-38 DCP封裝的理想熱焊盤尺寸和熱通孔模式可在技術簡介PowerPAD熱增強包（SLMA002）中找到，可從以下網址下載：www.ti.com。這些孔的直徑應為13密耳。保持它們很小，這樣焊料芯吸通過孔在回流焊期間不是問題。示例熱著陸模式機械圖附于本數據表末尾。

3、可在熱墊區域外沿熱平面的任何位置放置額外的通孔。這有助于消散BUF20800-Q1 IC產生的熱量。這些額外的通孔可能比熱墊正下方直徑為13密耳的通孔大。它們可以更大，因為它們不在要焊接的熱墊區域；因此，芯吸不是問題。

4、將所有孔連接到與GND引腳電壓相同的內部平面。

5、將這些孔連接到內部平面時，不要使用典型的腹板或輪輻連接方法。網絡連接有一個高熱阻連接，有助于減緩焊接過程中的熱傳遞。這使得具有平面連接的通孔的焊接更加容易。然而，在這種應用中，為了實現最有效的熱傳遞，需要低熱阻。因此，BUF20800-Q1 PowerPAD封裝下的孔應與內部平面連接，并在整個電鍍通孔周圍進行完整連接。

6、頂部焊錫面罩應使封裝端子和熱墊區域露出12個孔。底部的焊接面罩應覆蓋熱焊盤區域的孔。這種掩蔽可以防止焊料在回流焊過程中被拉離熱焊盤區域。

7、將錫膏涂在外露的熱墊區域和所有IC端子上。

8、有了這些準備步驟，BUF20800-Q1集成電路就可以簡單地放置到位，并像任何標準的表面安裝組件一樣完成焊接回流焊操作。此準備工作可使零件正確安裝。

對于給定的θJA（在電氣特性表中列出），最大功耗如圖21所示，并通過方程式3計算：

其中：

PD=最大功耗（W）

TMAX=絕對最高結溫（+125°C）

TA=自由環境空氣溫度（°C）

　　安芯科創是一家國內芯片代理和國外品牌分銷的綜合服務商,公司提供芯片ic選型、藍牙WIFI模組、進口芯片替換國產降成本等解決方案,可承接項目開發,以及元器件一站式采購服務,類型有運放芯片、電源芯片、MO芯片、藍牙芯片、MCU芯片、二極管、三極管、電阻、電容、連接器、電感、繼電器、晶振、藍牙模組、WI模組及各類模組等電子元器件銷售。（關于元器件價格請咨詢在線客服黃經理：15382911663）

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