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1、MAX9979 管脚电子 IC 中 PMU 模式操作简介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(lGbps)。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)。
2、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-LowLLEAKPActive-LowHIZFORCEFVMILow-leakLow-leakLow-leak0011FVMV0111FIMI1011FIMV1111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
3、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RSO、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-L
4、ow HIZFORCERS2RS1RS0XX000E (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MAX99
5、79 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
6、(V)RangeDUTVoltage(V)VMEAS(V)Load(kΩ)LoadCurrent(µA)+1+2.5D(±20µA)+1+6.550+200+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
7、.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 o 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
8、=1o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)o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 atDGS(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-
9、1.5V至+6.5V编程输入，MEAS 电压范围为单极性(0至8V)o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。加流测流(FIMI)FIMI模式下,VIN直接通过内部选定的RSENSE电阻施加。VIN通过该电阻施加电流— 该电流可利用式2计算。+1V编程电压代表指定的满量程(FSR)(量程选择参见表2)。例如， 假定我们选
10、择了量程D，RSENSE电阻为50k&0 mega;，VIN为1V，VIIOS为0V,通过下式得到 的施加电流(IFORCE)为 20µA：因此，20µA代表了量程D的FSR。注意，当VIIOS与VIN相等时，施加电流为0µAo VIIOS可在0至+5V之间编程，但有效量程为+2V至+4V。类似于FVMI模式， 设置值超出该量程时并不损坏MAX9979。VIIOS可以看作是施加电流为零时的电压值。典型值 设置为+2.5V，与内部基准电压一致。VIIOS的主要功能是设置MEAS引脚电压，以便适合多 种不同的 ADC 应用，例如单极性 ADCo， FIMI 模式
11、下的反馈环路包括 U1、 S1、 U2、 U4、S3 和 S2o图3.加流测流(FIMI)选择正确的负载时必须注意确保输出电压不超出+6.5V或-1.5Vo表5列举了一些FIMI 设 置 o表 5. FIMI 模 式 设 置 实 例 VIN(V)VIIOS(V)RangeDUTVoltage(V)VMEAS(V)Load(kΩ)LoadCurrent(µA)+2.5+2.5D(±20µA)0+2.5500+6.5+2.5D (±20µA)+1.5+6.550+20-1.5+2.5D (±20µ
12、A)-1-1.550-20-1.5+2D (±20µA)-0.875-1.550-17.5加流测压(FIMV)FIMV模式与FIMI模式的反馈环路相同，施加电流的等式也相同。对于FIMV模式，MMODE 置为1。，由于S5置1，MEAS引脚监测DUT电压。 表5可作为FIMV设置实例，它们的区 别在于VMEAS列和DUT电压列的数值一样。换句话说，MEAS引脚用于监测DUT输出。图4.加流测压(FIMV)结论该应用笔记通过简单的等效电路图介绍了 MAX9979 PMU的四种操作模式：FVMI、FVMV、 FIMI和FIMV。PMU的这些模式使得MAX9979大大提高了用户设计的灵活性，详细信息请参考 MAX9979 和 MAX9979EVKIT 数据资料。
