MCP41010数据手册中文版.pdf - CSDN文库

可编程电位器

高精度数字电位器

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 2006 Microchip Technology Inc. DS11195C_CN 第 1 页

MCP41XXX/42XXX

特性

• 每个电位器有 256 个抽头

• 电位器阻值可以是 10 kΩ、 50 kΩ 和 100 kΩ

• 有单电位器和双电位器两种形式

• SPI 串行接口（模式 0,0 和 1,1）

• 最大 INL 和 DNL 误差为 ±1 LSB

• 采用低功耗 CMOS 技术

• 静态工作电流最大值为 1µA

• 多个器件可以通过菊花链连接在一起

（仅 MCP42XXX）

• 关断功能可断开所有电阻电路，最大限度节省功耗

• 有硬件关断引脚（仅 MCP42XXX）

• 单电源工作（2.7V - 5.5V）

• 工业级温度范围：-40°C 至 +85°C

• 扩展级温度范围：-40°C 至 +125°C

框图

概述

MCP41XXX 和 MCP42XXX 器件是具有 256 个抽头的数

字电位器，有 10 kΩ、 50 kΩ 和 100 kΩ 3 种电阻选择。

MCP41XXX 是单通道器件，有 8 引脚 PDIP 和 SOIC 两

种封装形式。 MCP42XXX 是双通道器件，有 14 引脚

PDIP、 SOIC 或 TSSOP 三种封装形式。 MCP41XXX/

42XXX 的抽头位置在工业级 SPI 接口控制下线性变化。

此器件的静态工作电流 < 1 µA。软件关断功能可将“A”

端与电阻阵列断开，同时将抽头连接到“B”端。此外，

双通道 MCP42XXX 还有一个 SHDN

引脚，可通过硬件

实现上述相同功能。在关断模式期间，能更改抽头控制

寄存器的内容，电位器在退出关断模式后将使用新值。

在上电时抽头复位到半量程（80h）。通过 RS

（复位）

引脚执行硬件复位并将抽头返回半量程。 MCP42XXX

SPI 接口包括 SI 和 SO 引脚，允许使用菊花链连接多个

器件。 MCP42XXX 上通道与通道的电阻匹配变化小于

1%。这些器件使用 2.7 - 5.5V 单电源供电，并可在扩展

级和工业级温度范围下工作。

封装类型

16 位

移位

V

DD

V

SS

SI

SCK

RS

SHDN

PB1

PA1

PW1

电阻

阵列 1*

抽头控制

PB0

PW0

PA0

电阻

阵列 0

抽头控制

寄存器

S0

控制

CS

* 只有在双 MCP42XXX 器件上才有电位器 P1。

寄存器

寄存器

逻辑

MCP42XXX

1

2

3

4

11

12

13

14

8

9

10

5

6

7

PDIP/SOIC/TSSOP

PB1

PA1

PW1

SHDN

SO

RS

PW0

PB0

CS

PA0

SCK

SI

V

SS

V

DD

MCP41XXX

1

2

3

4

5

6

7

8

PDIP/SOIC

PB0

PA0

V

DD

PW0

V

SS

CS

SCK

SI

采用 SPI 接口的单 / 双通道数字电位器

11195c.book Page 1 Wednesday, March 22, 2006 5:38 PM

MCP41XXX/42XXX

DS11195C_CN 第 2 页  2006 Microchip Technology Inc.

1.0 电气特性

直流特性：10 kΩ 器件

电气特性：除非另外声明，否则 V

DD

= +2.7V 至 5.5V 且 T

A

= -40°C 至 +85°C （TSSOP 器件只能在 +25°C 和 +85°C 条件下工作）。

典型规范值：V

DD

= 5V、 V

SS

= 0V、 V

B

= 0V 且 T

A

= +25°C。

参数符号最小值典型值最大值单位条件

变阻器模式

标称电阻

R 8 10 12 kΩ

T

A

= +25°C （注 1）

变阻器差分非线性度

R-DNL -1 ±1/4 +1 LSB

注 2

变阻器积分非线性度

R-INL -1 ±1/4 +1 LSB

注 2

变阻器温度系数

∆R

AB

/∆T

－

800

－

ppm/°C

抽头电阻

R

W

－

52 100 Ω

V

DD

= 5.5V、 I

W

= 1 mA、编码 00h

R

W

－

73 125 Ω

V

DD

= 2.7V、 I

W

= 1 mA、编码 00h

抽头电流

I

W

-1

－

+1 mA

标称电阻匹配

∆R/R

－

0.2 1 %

仅 MCP42010， P0 到 P1 ； T

A

= +25°C

电位器分压器

分辨率

N8

－－位

单调性

N8

－－位

差分非线性度

DNL -1 ±1/4 +1 LSB

注 3

积分非线性度

INL -1 ±1/4 +1 LSB

注 3

分压器温度系数

∆V

W

/∆T

－

1

－

ppm/°C

编码 80h

满量程误差

V

WFSE

-2 -0.7 0 LSB

编码 FFh， V

DD

= 5V，请参见图 2-25

V

WFSE

-2 -0.7 0 LSB

编码 FFh， V

DD

= 3V，请参见图 2-25

零刻度误差

V

WZSE

0+0.7+2LSB

编码 00h， V

DD

= 5V，请参见图 2-25

V

WZSE

0+0.7+2LSB

编码 00h， V

DD

= 3V，请参见图 2-25

电阻端子

电压范围

V

A,B,W

0

－

V

DD

注 4

电容（C

A

或 C

B

）－

15

－

pF

f = 1 MHz，编码 80h，请参见图 2-30

电容

C

W

－

5.6

－

pF

f = 1 MHz，编码 80h，请参见图 2-30

动态特性（测试所有动态特性时 V

DD

= 5V）

带宽 -3dB

BW

－

1

－

MHz

V

B

= 0V，在编码为 80h，输出负载 = 30 PF 时测得

稳定时间

t

S

－

2

－

µS

V

A

= V

DD

， V

B

= 0V，误差范围为 ±1%，编码从 00h 过

渡到 80h，输出负载 = 30 pF

电阻噪声电压

e

NWB

－

9

－

nV/√Hz

V

A

= 开路，编码 80h， f = 1 kHz

串扰

C

T

－

-95

－

dB

V

A

= V

DD

， V

B

= 0V （注 5）

数字输入 / 输出（CS

、 SCK、 SI 和 SO）， RS 和 SHDN 引脚的工作方式请参见图 2-12

施密特触发器高电平输入电压

V

IH

0.7V

DD

－－

V

施密特触发器低电平输入电压

V

IL

－－

.3V

DD

V

施密特触发器输入迟滞

V

HYS

－

.05V

DD

－

低输出电压

V

OL

－－

0.40 V

I

OL

= 2.1 mA， V

DD

= 5V

高输出电压

V

OH

V

DD

- 0.5

－－

V

I

OH

= -400 µA， V

DD

= 5V

输入泄漏电流

I

LI

-1

－

+1 µA

CS

= V

DD

， V

IN

= V

SS

或 V

DD

，包括 V

A

SHDN=0

引脚电容（所有输入 / 输出） C

IN

和

C

OUT

－

10

－

pF

V

DD

= 5.0V， T

A

= +25°C， f

c

= 1 MHz

电源要求

工作电压范围

V

DD

2.7

－

5.5 V

输入电流，有源

I

DDA

－

340 500 µA

V

DD

= 5.5V， CS = V

SS

， f

SCK

= 10 MHz，

SO = 开路，编码 FFh （注 6）

输入电流，静态

I

DDS

－

0.01 1 µA

CS， SHDN， RS = V

DD

= 5.5V， SO = 开路（注 6）

电源灵敏度

PSS

－

0.0015 0.0035 %/%

V

DD

= 4.5V - 5.5V， V

A

= 4.5V，编码 80h

PSS

－

0.0015 0.0035 %/%

V

DD

= 2.7V -3.3V， V

A

= 2.7V，编码 80h

注 1： V

AB

= V

DD

，抽头上无连接。

2：变阻器位置非线性度 R-INL 是指抽头在最大电阻和最小电阻范围内测量的实际位置偏离理想位置的程度。 R-DNL 测量连续抽头位置

间的步长相对理想值的变化。对于 10 kΩ 的电位器， V

DD

= 3V 时 I

W

= 50 µA， V

DD

= 5V 时 I

W

= 400 µA。测试电路请参见图 2-26。

3：在器件配置为分压器或电位器模式时，在 V

W

上测量 INL 和 DNL。 V

A

= V

DD

且 V

B

= 0V。 DNL 规范极限值 ±1 LSB（最大值）是在规

定的单调操作条件下的值。测试电路请参见图 2-25。

4：电阻端子 A、 B 和 W 相互间无极性限制。满量程误差和零刻度误差使用图 2-25 进行测量。

5：在 V

W

引脚上测得，此时该引脚附近的另一个 V

W

引脚上的电压满幅摆动。

6：供电电流与流经电位器的电流无关。

11195c.book Page 2 Wednesday, March 22, 2006 5:38 PM

 2006 Microchip Technology Inc. DS11195C_CN 第 3 页

MCP41XXX/42XXX

直流特性：

50 kΩ

器件

电气特性：除非另外声明，否则 V

DD

= +2.7V 至 5.5V 且 T

A

= -40°C 至 +85°C （规定 TSSOP 器件只能在 +25°C 和 +85°C 条件下工作）。

典型规范值：V

DD

= 5V、 V

SS

= 0V、 V

B

= 0V 且 T

A

= +25°C。

参数符号最小值典型值最大值单位条件

变阻器模式

标称电阻

R355065kΩ

T

A

= +25°C （注 1）

变阻器差分非线性度

R-DNL -1 ±1/4 +1 LSB

注 2

变阻器积分非线性度

R-INL -1 ±1/4 +1 LSB

注 2

变阻器温度系数

∆R

AB

/∆T

－

800

－

ppm/°C

抽头电阻

R

W

－

125 175 Ω

V

DD

= 5.5V， I

W

= 1 mA，编码 00h

R

W

－

175 250 Ω

V

DD

= 2.7V， I

W

= 1 mA，编码 00h

抽头电流

I

W

-1

－

+1 mA

标称电阻匹配

∆R/R

－

0.2 1 %

仅 MCP42050， P0 到 P1 ； T

A

= +25°C

电位器分压器

分辨率

N8

－－位

单调性

N8

－－位

差分非线性度

DNL -1 ±1/4 +1 LSB

注 3

积分非线性度

INL -1 ±1/4 +1 LSB

注 3

分压器温度系数

∆V

W

/∆T

－

1

－

ppm/°C

编码 80h

满量程误差

V

WFSE

-1 -0.25 0 LSB

编码 FFh， V

DD

= 5V，请参见图 2-25

V

WFSE

-1 -0.35 0 LSB

编码 FFh， V

DD

= 3V，请参见图 2-25

零刻度误差

V

WZSE

0 +0.25 +1 LSB

编码 00h， V

DD

= 5V，请参见图 2-25

V

WZSE

0 +0.35 +1 LSB

编码 00h， V

DD

= 3V，请参见图 2-25

电阻端子

电压范围

V

A,B,W

0

－

V

DD

注 4

电容（C

A

或 C

B

）－

11

－

pF

f = 1 MHz，编码 = 80h，请参见图 2-30

电容

C

W

－

5.6

－

pF

f =1 MHz，编码 = 80h，请参见图 2-30

动态特性（测试所有动态特性时 V

DD

= 5V）

带宽 -3dB

BW

－

280

－

MHz

V

B

= 0V，在编码为 80h，输出负载 = 30 µF 时测

得

稳定时间

t

S

－

8

－

µS

V

A

= V

DD

， V

B

= 0V，误差范围为 ±1%，从编码

00h 过渡到 80h，输出负载 = 30 pF

电阻噪声电压

e

NWB

－

20

－

nV/√Hz

V

A

= 开路，编码 80h， f = 1 kHz

串扰

C

T

－

-95

－

dB

V

A

= V

DD

， V

B

= 0V （注 5）

数字输入 / 输出（CS

、 SCK、 SI 和 SO）， RS 和 SHDN 引脚的工作方式请参见图 2-12

施密特触发器高电平输入电压

V

IH

0.7V

DD

－－

V

施密特触发器低电平输入电压

V

IL

－－

.3V

DD

V

施密特触发器输入迟滞

V

HYS

－

.05V

DD

－

低输出电压

V

OL

－－

0.40 V

I

OL

= 2.1 mA， V

DD

= 5V

高输出电压

V

OH

V

DD

- 0.5

－－

V

I

OH

= -400 µA， V

DD

= 5V

输入泄漏电流

I

LI

-1

－

+1 µA

CS

= V

DD

， V

IN

= V

SS

或 V

DD

，包括 V

A

SHDN=0

引脚电容（所有输入 / 输出） C

IN

， C

OUT

－

10

－

pF

V

DD

= 5.0V， T

A

= +25°C， f

c

= 1 MHz

电源要求

工作电压范围

V

DD

2.7

－

5.5 V

输入电流，有源

I

DDA

－

340 500 µA

V

DD

= 5.5V， CS = V

SS

， f

SCK

= 10 MHz，

SO = 开路，编码 FFh （注 6）

输入电流，静态

I

DDS

－

0.01 1 µA

CS， SHDN， RS = V

DD

= 5.5V， SO = 开路

（注 6）

电源灵敏度

PSS

－

0.0015 0.0035 %/%

V

DD

= 4.5V - 5.5V， V

A

= 4.5V，编码 80h

PSS

－

0.0015 0.0035 %/%

V

DD

= 2.7V - 3.3V， V

A

= 2.7V，编码 80h

注 1： V

AB

= V

DD

，抽头上无连接。

2：变阻器位置非线性度 R-INL 是指抽头在最大电阻和最小电阻范围内测量的实际位置偏离理想位置的程度度。 R-DNL 测量连续抽头位置间

的步长相对理想值的变化。对于 50 kΩ 的电位器， V

DD

= 3V 或 5V 时 I

W

= V

DD

/R。测试电路请参见图 2-26。

3：在器件配置为分压器或电位器模式时，在 V

W

上测量 INL 和 DNL。 V

A

= V

DD

且 V

B

= 0V。 DNL 规范极限值 ±1 LSB （最大值）是在规定

的单调操作条件下的值。测试电路请参见图 2-25。

4：电阻端子 A、 B 和 W 相互间无极性限制。满量程误差和零刻度误差使用图 2-25 进行测量。

5：在 V

W

引脚上测得，此时该引脚附近的另一个 V

W

引脚上的电压满幅摆动。

6：供电电流与电位器电流无关。

11195c.book Page 3 Wednesday, March 22, 2006 5:38 PM

MCP41XXX/42XXX

DS11195C_CN 第 4 页  2006 Microchip Technology Inc.

直流特性：

100 kΩ

器件

电气特性：除非另外声明，否则 V

DD

= +2.7V 至 5.5V 且 T

A

= -40°C 至 +85°C （规定 TSSOP 器件只能在 +25°C 和 +85°C 条件下工作）。

典型规范值：V

DD

= 5V、 V

SS

= 0V、 V

B

= 0V 且 T

A

= +25°C。

参数符号最小值典型值最大值单位条件

变阻器模式

标称电阻

R 70 100 130 kΩ

T

A

= +25°C （注 1）

变阻器差分非线性度

R-DNL -1 ±1/4 +1 LSB

注 2

变阻器积分非线性度

R-INL -1 ±1/4 +1 LSB

注 2

变阻器温度系数

∆R

AB

/∆T

－

800

－

ppm/°C

抽头电阻

R

W

－

125 175 Ω

V

DD

= 5.5V， I

W

= 1 mA，编码 00h

R

W

－

175 250 Ω

V

DD

= 2.7V， I

W

= 1 mA，编码 00h

抽头电流

I

W

-1

－

+1 mA

标称电阻匹配

∆R/R

－

0.2 1 %

仅 MCP42010， P0 到 P1 ； T

A

= +25°C

电位器分压器

分辨率

N8

－－位

单调性

N8

－－位

差分非线性度

DNL -1 ±1/4 +1 LSB

注 3

积分非线性度

INL -1 ±1/4 +1 LSB

注 3

分压器温度系数

∆V

W

/∆T

－

1

－

ppm/°C

编码 80h

满量程误差

V

WFSE

-1 -0.25 0 LSB

编码 FFh， V

DD

= 5V，请参见图 2-25

V

WFSE

-1 -0.35 0 LSB

编码 FFh， V

DD

= 3V，请参见图 2-25

零刻度误差

V

WZSE

0 +0.25 +1 LSB

编码 00h， V

DD

= 5V，请参见图 2-25

V

WZSE

0 +0.35 +1 LSB

编码 00h， V

DD

= 3V，请参见图 2-25

电阻端子

电压范围

V

A,B,W

0

－

V

DD

注 4

电容（C

A 或 CB）－

11

－

pF

f = 1 MHz，编码 = 80h，请参见图 2-30

电容

C

W

－

5.6

－

pF

f = 1 MHz，编码 = 80h，请参见图 2-30

动态特性（测试所有动态特性时 V

DD

= 5V）

带宽 -3dB

BW

－

145

－

MHz

V

B

= 0V，在编码为 80h，输出负载 = 30 PF 时测

得

稳定时间

t

S

－

18

－

µS

V

A

= V

DD

， V

B

= 0V，误差范围为 ±1%，从编码

00h 过渡到 80h，输出负载 = 30 pF

电阻噪声电压

e

NWB

－

29

－

nV/√Hz

V

A

= 开路，编码 80h， f = 1 kHz

串扰

C

T

－

-95

－

dB

V

A

= V

DD

， V

B

= 0V （注 5）

数字输入 / 输出（CS

、 SCK、 SI 和 SO）， RS 和 SHDN 引脚的工作方式请参见图 2-12

施密特触发器高电平输入电压

V

IH

0.7V

DD

－－

V

施密特触发器低电平输入电压

V

IL

－－

.3V

DD

V

施密特触发器输入迟滞

V

HYS

－

.05V

DD

－

低输出电压

V

OL

－－

0.40 V

I

OL

= 2.1 mA， V

DD

= 5V

高输出电压

V

OH

V

DD

- 0.5

－－

V

I

OH

= -400 µA， V

DD

= 5V

输入泄漏电流

I

LI

-1

－

+1 µA

CS

= V

DD

， V

IN

= V

SS

或 V

DD

，包括 V

A

SHDN=0

引脚电容（所有输入 / 输出） C

IN

， C

OUT

－

10

－

pF

V

DD

= 5.0V， T

A

= +25°C， f

c

= 1 MHz

电源要求

工作电压范围

V

DD

2.7

－

5.5 V

输入电流，有源

I

DDA

－

340 500 µA

V

DD

= 5.5V， CS = V

SS

， f

SCK

= 10 MHz，

SO = 开路，编码 FFh （注 6）

输入电流，静态

I

DDS

－

0.01 1 µA

CS， SHDN， RS = V

DD

= 5.5V， SO = 开路

（注 6）

电源灵敏度

PSS

－

0.0015 0.0035 %/%

V

DD

= 4.5V - 5.5V， V

A

= 4.5V，编码 80h

PSS

－

0.0015 0.0035 %/%

V

DD

= 2.7V - 3.3V， V

A

= 2.7V，编码 80h

注 1： V

AB

= V

DD

，抽头上无连接。

2：变阻器位置非线性度 R-INL 是指抽头在最大电阻和最小电阻范围内测量的实际位置偏离理想位置的程度。 R-DNL 测量连续抽头位置间的

步长相对理想值的变化。对于 100 kΩ 的电位器， V

DD

= 3V 时 I

W

= 50 µA， V

DD

= 5V 时 I

W

= 400 µA。测试电路请参见图 2-26。

3：在器件配置为分压器或电位器模式时，在 V

W

上测量 INL 和 DNL。 V

A

= V

DD

且 V

B

= 0V。 DNL 规范极限值 ±1 LSB （最大值）是在规定

的单调操作条件下的值。测试电路请参见图 2-25。

4：电阻端子 A、 B 和 W 相互间无极性限制。满量程误差和零刻度误差使用图 2-25 进行测量。

5：在 V

W

引脚上测得，此时该引脚附近的另一个 V

W

引脚上的电压满幅摆动。

6：供电电流与电位器电流无关。

11195c.book Page 4 Wednesday, March 22, 2006 5:38 PM

 2006 Microchip Technology Inc. DS11195C_CN 第 5 页

MCP41XXX/42XXX

绝对最大值 †

V

DD

...................................................................................7.0V

所有输入和输出相对于 V

SS

的电压 .......... -0.6V 至 V

DD

+1.0V

储存温度....................................................... -65°C 至 +150°C

加电时的环境温度 ........................................ -60°C 至 +125°C

所有引脚上的 ESD 保护......................................................≥ 2kV

† 注意：如果器件工作条件超过上述 “绝对最大值”，可能会

对器件造成永久性损坏。上述值仅为运行条件极大值，我们不

建议器件在该规范规定的范围以外运行。器件长时间工作在最

大值条件下，其稳定性会受到影响。

交流时序特性

电气特性：除非另外声明，否则 V

DD

= +2.7V 至 5.5V 且 T

A

= -40°C 至 +85°C。

参数符号最小值典型值最大值单位条件

时钟频率

F

CLK

－－

10 MHz

V

DD

= 5V （注 1）

时钟高电平时间

t

HI

40

－－

ns

时钟低电平时间

t

LO

40

－－

ns

CS

下降到其后第一个 CLK 上升沿的时间

t

CSSR

40

－－

ns

数据输入设置时间

t

SU

40

－－

ns

数据输入保持时间

t

HD

10

－－

ns

SCK 下降到 SO 有效的传播延时

t

DO

－

80 ns

C

L

= 30 pF （注 2）

SCK 上升到 CS

上升保持时间

t

CHS

30

－－

ns

SCK 上升到 CS

下降延时

t

CS0

10

－－

ns

CS

上升到 CLK 上升保持时间

t

CS1

100

－－

ns

CS

高电平时间

t

CSH

40

－－

ns

复位脉冲宽度

t

RS

150

－－

ns

注 2

RS

上升到 CS 下降延时

t

RSCS

150

－－

ns

注 2

CS

上升到 RS 或 SHDN 下降延时

t

SE

40

－－

ns

注 3

CS

低电平时间

t

CSL

100

－－

ns

注 3

关断脉冲宽度

t

SH

150

－－

ns

注 3

注 1：当器件使用菊花链配置时，最大时钟频率由传播延时（t

DO

）和数据输入设置时间（t

SU

）共同确定。在 SCK 上升时间和下降时间均为

5ns， t

HI

= 40 ns、 t

DO

= 80 ns 且 t

SU

= 40 ns 时，最大时钟频率约为 5.8 MHz。

2：仅适用于 MCP42XXX 器件。

3：只在使用硬件引脚退出软件关断模式时才适用，且仅限于 MCP42XXX 器件。

11195c.book Page 5 Wednesday, March 22, 2006 5:38 PM

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评论1

华子菁

2020-07-31

下载积分不多，中文手册可以

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