单电源、低功耗的可编程窗口检测器(CN0182)

电路功能与优势

　　图1所示电路是具有可编程上限和下限的单电源、低功耗、窗口检测器。这种电路可用于在信号超出预设限值的情况下产生报警， 在检测和监控应用中很受欢迎。AD5668-1 八通道、低功耗、16位、缓冲电压输出DAC用于设置窗口限值。AD5668-1 内置一个片内1.25 V、5 ppm/°C基准电压源，满量程输出范围为0V至2.5V。内部基准电压源通过软件写入使能。SPI接口用于与AD5668-1 进行通信。

　　所使用的比较器是ADCMP370 通用、低功耗比较器5 V时为20W，典型值)，具有9 mV输入失调电压(最大值)和开漏输出。

　　图1. 低功耗、单电源窗口检测器(原理示意图，所有连接和去耦均未显示)

　　电路描述

　　图1所示电路是上限和下限可编程窗口检测器。上限和下限单独载入每个DAC寄存器。该电路的主要应用是测试外部信号是否落在编程限值范围内。

　　AD5668-1是一款八通道DAC，通道A和通道B上的输出分别设置上限和下限。

　　出于测试目的，DAC C提供信号输入。当信号进入由DACA和DAC B设置的区域时，TP1上的电压变为逻辑1，LED1关闭，LED2开启。当信号超出由上限和下限设置的窗口时，LED1开启，LED2关闭。

　　如果将上拉电阻连接到 ADCMP370的输出，如果同相输入大于反相输入，则输出为5 V;否则输出为0 V。

　　ADCMP370具有开漏输出，使比较器C1和比较器C2的输出通过“线与”方式连在一起。表1显示了该电路的真值表。本示例中，VOUTA为上限，VOUTB为下限，且VOUTA > VOUTB。

　　电路工作原理如图2所示。DAC C产生0 V至2.5 V三角波形，将VINC (TP2/TESTC)输入驱动至比较器。阈值电平由DAC A (VOUTA = 2 V)和DAC B (VOUTB = 1 V)设置。当VINC电压介于两个阈值间时，TP1上的电压变为逻辑1。

　　表1. 电路的真值表

　　图2. VOUTA=2V，VOUTB=1V且VINC=0V至2.5V斜坡时，窗口比较器的输出

　　常见变化

　　AD5668-2和 AD5668-3内置一个2.5V、5 ppm/°C基准电压源，满量程输出范围为0V至5V。

　　AD5668-1 和 AD5668-2内置一个上电复位电路，用于上电至0 V，直到执行一次有效的写操作为止。AD5668-3 上电至中间电平。

电路评估与测试

　　设备要求(可以用同等设备代替)

　　EVAL-SDP-CB1Z系统演示平台

　　CN-0182电路评估板(EVAL-CN0182-SDZ)

　　CN-0182评估软件

　　TektronixTDS2024，4通道示波器

　　HP-E3630A0V至6V、2.55A±20V、0.5A三路输出直流电源

　　PC(Windows®32位或64位)

　　开始使用

　　将CN-0182评估软件光盘放进PC的光盘驱动器，加载评估软件。打开“My Computer(我的电脑)”，找到包含评估软件光盘的驱动器，打开Readme文件。

　　按照Readme文件中的说明安装和使用评估软件。

　　功能框图

　　图3所示为测试设置的功能框图。

　　设置

　　EVAL-SDP-CB1Z 电路板上的120引脚连接器连接到 EVAL-SDP-CB1Z评估(SDP)板上的CON A或CON B连接器。使用螺丝，通过120引脚连接器两端的孔牢牢固定这两片板。将直流输出电源成功设置为5 V和3.3 V输出后，关闭电源。

　　在断电情况下，将一个5 V电源连接到J1-1引脚(AVDD)，将 GND分别连接到J1-2和J2-2引脚(AGND和DGND)，将3.3 V 连接到J2-1引脚(VLOGIC)。或者将链路2放在位置B，以便从USB端口通过SDP板为数字电路供电(默认设置)。本例中不需要VLOGIC。

　　接通电源，然后将SDP板附带的USB电缆连接到PC上的 USB端口。注意：接通EVAL-CN0182-SDZ的直流电源之前，请勿将该USB电缆连接到SDP板上的微型USB连接器。

　　测试

　　设置测试设备后，将示波器探头连接到标记为TP1、 VOUTA、VOUTB和TP2/TESTC的测试点。

　　附带的软件允许设置VOUTA和VOUTB值，从而定义窗口。如果保持默认设置，在主软件窗口中按一下“triangle (三角)”，以在VINC上创建三角信号，如图2所示。此信号的持续时间和幅度可变化。可在TP2/ TESTC测试点上观察此信号。持续时间为1秒、VOUTA和VOUTB分别建立至 2000 mV和1000 mV时，两个LED随着VINC值进入和超出限值而闪烁，如“电路描述”部分所述。AD5668-1 DAC将 VOUTA、VOUTB和VINC的最大值限制在2.5 V。

　　将链路5放在位置A允许将外部信号VINC施加于VIN引脚。可在TP2测试点上观察此信号。此外，可在TP1测试点上观察输出。

　　未插入链路1时，输出根据VINC相对于VOUTA的电平而变化。

　　表2. 跳线设置(表中粗体部分为默认设置)