AD5160工作原理

　　AD5160是一款256位、數字控制可變電阻（VR）器件。上電期間，內部上電預設將游標置于中間電平，簡化了上電時的故障狀況恢復。

　　1、可變電阻器編程

　　可變電阻器操作

　　A端和B端間RDAC的標稱電阻可以為5kΩ、10kΩ、50kΩ和100kΩ。在訂購指南部分列出的型號數字中，最后二到三位表示標稱電阻值；例如，在型號AD5160BRJZ10中，10代表10kΩ；AD5160BRJZ50中，50代表50kΩ。可變電阻的標稱電阻（RAB）有256個觸點，通過游標端和B端觸點訪問。RDAC鎖存器中的8位數據經過解碼，用于選擇256種可能的設置之一。

　　假設使用一個10kΩ器件，對于數據0x00，游標的首個連接從B端開始。由于存在一個60Ω游標接觸電阻，這種連接導致W端和B端之間至少有60Ω電阻。

　　第二個連接是第一個抽頭點，數據0x01對應電阻為99Ω（RWB=RAB/256+RW=39Ω+60Ω）。

　　第三個連接是下一個抽頭點，數據0x02對應電阻為138Ω（2×39Ω+60Ω），以此類推。隨著每個LSB數據值的增加，游標沿電阻梯向上移動，直至到達最終抽頭點位置，此時電阻達9961Ω（RAB?1LSB+RW）。圖39給出了一個簡化的等效RDAC電路框圖，該圖中最后那個電阻串未被訪問；因此，滿量程時除了游標電阻，比標稱電阻還要小1LSB。

　　確定W端和B端間的數字編程輸出電阻的通用公式是

　　其中：

　　D為載入8位RDAC寄存器的二進制代碼的十進制等效值。

　　RAB是端到端電阻。

　　RW是內部開關導通電阻所分配的游標電阻。

　　總之，如果RAB=10kΩ且A端處于開路狀態，那么下列輸出電阻RWB為所示的RDAC鎖存器代碼而設置。

　　請注意：在零電平條件下，存在60Ω的有限游標電阻。注意，此狀態下要限制端W和端B的電流流動，最大脈沖電流不能超過20mA。否則，內部開關觸點會下降或可能毀壞。

　　與機械電位計相似，游標W和A端間RDAC電阻也產生一個數字可控互補電阻（RWA）。這些端子使用過程中，B端可以斷開。RWA電阻值設置從最大電阻值開始，隨著鎖存器所加載的數據值增加而降低。此操作的通用公式是

　　如果RAB=10kΩ且B端處于開路狀態，則下列輸出電阻RWA為所示的RDAC鎖存器代碼而設置。

　　典型器件間匹配依進程而定，變化幅度可高達±30％。由于電阻元件經薄膜技術處理，RAB溫度系數為45ppm/°C，變化非常小。

　　2、電位計分壓器編程

　　電壓輸出操作

　　在游標與B端和游標與A端之間，數字電位計可輕松用作分壓器，與A端與B端間輸入電壓成正比。VDD到GND必須為正極，而A-B、W-A和W-B的電壓可以為任一極性。如果忽略游標電阻作用，取近似效果，那么A端接至5V和B端接至地后，游標與B端產生輸出電壓，從0V開始至5V以下1LSB。電壓每個LSB等于經過256位電位分壓器分壓的A端與B端間的電壓。針對A端和B端間施加的任何有效輸入電壓，VW處相對于地的輸出電壓定義為

　　在分壓器模式下使用數字電位計，可提高整個溫度范圍內的操作精度。與可變電阻模式不同，輸出電壓主要取決于內部電阻之比（RWA與RWB），而不是絕對值。因此，溫度漂移降到15PPM/°C。

　　SPI兼容型三線式串行總線

　　AD5160內置三線式SPI兼容型數字接口（SDI、CS和CLK）。8位串行字必須以MSB優先方式加載。字格式如表6所示。正邊沿敏感CLK輸入需要干凈的躍遷以避免將錯誤數據輸入串行輸入寄存器。標準邏輯系列性能表現良好。若產品評估中需要用到機械開關，可采用觸發器或其他合適的手段去抖。當CS為低電平時，數據在每個正時鐘沿讀入串行寄存器（見圖37）。

　　有效時序要求取決于規格表內的數據建立時間和數據保持時間。當CS線路回到邏輯高電平時，AD5160使用傳輸到內部RDAC寄存器的8位串行輸入數據寄存器字。多余的MSB位被忽略。

　　4、ESD保護

　　如圖40和41所示，所有數字輸入均受到串聯輸入電阻和并聯齊納ESD結構保護。這也適用于數字輸入引腳SDI、CLK和CS。

　　5、上電順序

　　因為ESD保護二極管限制了A端、B端和W端的順從電壓，所以給A端、B端和W端施加任何電壓之前必須給VDD/GND供電；否則，二極管發生正向偏置，以致VDD意外上電，可能會影響用戶電路的其他方面。理想的上電順序如下：GND，VDD，數字輸入，然后是VA/B/W。只要在VDD/GND之后上電，VA、VB和VW和數字輸入的上電順序就無關緊要。

　　6、布局和電源旁路

　　采用緊湊、最小引線長度的布局設計是很好的做法。這樣可盡量做到直接輸入，實現最小導線長度。接地路徑應具有低電阻、低電感。

　　同樣，采用優質電容將電源旁路達到最佳穩定性也是最佳做法。可采用0.01μF至0.1μF的盤式或片式陶瓷電容實現器件電源旁路。為了盡可能減少瞬態干擾，并濾除低頻紋波，電源處應運用低ESR1μF至10μF鉭或電解電容（見圖42）。若要盡可能降低接地反彈，可在單點處遠程連接數字地和模擬地。