ZHCSPR9 December   2023 AFE782H1 , AFE882H1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1  绝对最大额定值
    2. 5.2  ESD 等级
    3. 5.3  建议运行条件
    4. 5.4  热性能信息
    5. 5.5  电气特性
    6. 5.6  时序要求
    7. 5.7  时序图
    8. 5.8  典型特性：VOUT DAC
    9. 5.9  典型特性：ADC
    10. 5.10 典型特性：参考文献
    11. 5.11 典型特性：HART 调制解调器
    12. 5.12 典型特性：电源
  7. 6 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1  数模转换器 (DAC) 概述
        1. 6.3.1.1 DAC 电阻串
        2. 6.3.1.2 DAC 缓冲器放大器
        3. 6.3.1.3 DAC 传递函数
        4. 6.3.1.4 DAC 增益和偏移校准
        5. 6.3.1.5 可编程压摆率
        6. 6.3.1.6 DAC 寄存器结构和清除状态
      2. 6.3.2  模数转换器 (ADC) 概述
        1. 6.3.2.1 ADC 操作
        2. 6.3.2.2 ADC 自定义通道序列发生器
        3. 6.3.2.3 ADC 同步
        4. 6.3.2.4 ADC 偏移校准
        5. 6.3.2.5 外部监控输入
        6. 6.3.2.6 温度传感器
        7. 6.3.2.7 自诊断多路复用器
        8. 6.3.2.8 ADC 旁路
      3. 6.3.3  可编程超限警报
        1. 6.3.3.1 基于警报的中断
        2. 6.3.3.2 警报操作配置寄存器
        3. 6.3.3.3 警报电压发生器
        4. 6.3.3.4 温度传感器警报功能
        5. 6.3.3.5 内部基准警报功能
        6. 6.3.3.6 ADC 警报功能
        7. 6.3.3.7 故障检测
      4. 6.3.4  IRQ
      5. 6.3.5  HART 接口
        1. 6.3.5.1  FIFO 缓冲器
          1. 6.3.5.1.1 FIFO 缓冲器访问
          2. 6.3.5.1.2 FIFO 缓冲器标志
        2. 6.3.5.2  HART 调制器
        3. 6.3.5.3  HART 解调器
        4. 6.3.5.4  HART 调制解调器模式
          1. 6.3.5.4.1 半双工模式
          2. 6.3.5.4.2 全双工模式
        5. 6.3.5.5  HART 调制和解调仲裁
          1. 6.3.5.5.1 HART 接收模式
          2. 6.3.5.5.2 HART 发送模式
        6. 6.3.5.6  HART 调制器时序和前导码要求
        7. 6.3.5.7  HART 解调器时序和前导码要求
        8. 6.3.5.8  HART 通信的 IRQ 配置
        9. 6.3.5.9  使用 SPI 进行 HART 通信
        10. 6.3.5.10 使用 UART 进行 HART 通信
        11. 6.3.5.11 存储器内置自检 (MBIST)
      6. 6.3.6  内部基准
      7. 6.3.7  集成精密振荡器
      8. 6.3.8  精密振荡器诊断
      9. 6.3.9  一次性可编程 (OTP) 存储器
      10. 6.3.10 GPIO
      11. 6.3.11 计时器
      12. 6.3.12 唯一芯片标识符 (ID)
      13. 6.3.13 暂存区寄存器
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 DAC 断电模式
      2. 6.4.2 寄存器内置自检 (RBIST)
      3. 6.4.3 复位
    5. 6.5 编程
      1. 6.5.1 通信设置
        1. 6.5.1.1 SPI 模式
        2. 6.5.1.2 UART 模式
        3. 6.5.1.3 SPI + UART 模式
        4. 6.5.1.4 HART 功能设置选项
      2. 6.5.2 GPIO 编程
      3. 6.5.3 串行外设接口 (SPI)
        1. 6.5.3.1 SPI 帧定义
        2. 6.5.3.2 SPI 读取和写入
        3. 6.5.3.3 帧错误校验
        4. 6.5.3.4 同步
      4. 6.5.4 UART 接口
        1. 6.5.4.1 UART 中断模式 (UBM)
          1. 6.5.4.1.1 连接 FIFO 缓冲器和寄存器映射
      5. 6.5.5 状态位
      6. 6.5.6 看门狗计时器
  8. 7 寄存器映射
    1. 7.1 AFEx82H1 寄存器
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
      1. 8.1.1 多通道配置
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 4mA 至 20mA 电流变送器
        1. 8.2.1.1 设计要求
        2. 8.2.1.2 详细设计过程
          1. 8.2.1.2.1 电流环路控制
          2. 8.2.1.2.2 HART 连接
          3. 8.2.1.2.3 输入保护和整流
          4. 8.2.1.2.4 系统电流预算
        3. 8.2.1.3 应用曲线
    3. 8.3 初始化设置
    4. 8.4 电源相关建议
    5. 8.5 布局
      1. 8.5.1 布局指南
      2. 8.5.2 布局示例
  10. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 文档支持
      1. 9.1.1 相关文档
    2. 9.2 接收文档更新通知
    3. 9.3 支持资源
    4. 9.4 商标
    5. 9.5 静电放电警告
    6. 9.6 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

5.5 电气特性

所有最小值和最大值的条件为 TA = -40°C 至 +125°C，所有典型值的条件为 TA = 25°C，PVDD = IOVDD = 3.3V，外部或内部 VREFIO = 1.25V，RLOAD = 50kΩ 至 GND，CLOAD = 100pF 至 GND，且数字输入处于 IOVDD 或 GND（除非另有说明）
参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
VOUT DAC 静态性能
分辨率 AFE882H1 16 位
AFE782H1 14
INL 积分非线性(1) AFE882H1，TA = -40°C 至 +125°C -12 12 LSB
AFE882H1，TA = -40°C 至 +85°C -4 4
AFE782H1 -3 3
DNL 微分非线性(1) -1 1 LSB
TUE 总体未调整误差(1) TA = -40°C 至 +125°C -0.1 0.1 %FSR
TA = -40°C 至 +85°C -0.08 0.08
TA = 25°C -0.05 0.05
零代码误差，空载 TA = -40°C 至 +125°C 1 mV
TA = -40°C 至 +85°C 1
TA = 25°C 0.5
零代码误差温度系数 ±3 ppm/°C
偏移误差(1) TA = -40°C 至 +125°C -0.07 0.07 %FSR
TA = -40°C 至 +85°C -0.05 0.05
TA = 25°C -0.03 0.03
偏移误差温度系数 (1) ±3 ppm/°C
增益误差(1) TA = -40°C 至 +125°C -0.1 0.1 %FSR
TA = -40°C 至 +85°C -0.08 0.08
TA = 25°C -0.05 0.05
增益误差温度系数(1) ±3 ppm FSR/°C
满量程误差 TA = -40°C 至 +125°C -0.1 0.1 %FSR
TA = -40°C 至 +85°C -0.08 0.08
TA = 25°C -0.05 0.05
满量程误差温度系数 ±3 ppm FSR/°C
VOUT DAC 动态性能
ts 输出电压建立时间 ¼ 至 ¾ 标度和 ¾ 至 ¼ 标度趋稳至 ±2 LSB 65 µs
10mV 阶跃趋稳至 ±2 LSB 30
压摆率 10% 至 90% 范围测量的满量程转换 30 mV/µs
Vn 输出噪声 0.1Hz 至 10Hz，DAC 处于中标度 0.25 LSBpp
100kHz 带宽，DAC 处于中标度 32 µVrms
Vn 输出噪声密度 1kHz 下测得，DAC 处于中标度，PVDD = 3V 180 nV/√Hz
1kHz 下测得，DAC 处于中标度，PVDD = 5V 260
电源抑制比（交流） 200mV 50Hz 或 60Hz 正弦波叠加在电源电压上，DAC 处于中标度。 85 dB
代码变化干扰脉冲 中间码 ±1 LSB（包括馈通） 4.5 nV-s
代码变化干扰幅度 中间码 ±1 LSB（包括馈通），
PVDD = 5V		 1.5 mV
数字馈通 SCLK = 1MHz，DAC 输出处于中标度 1 nV-s
VOUT DAC 输出特性
输出电压 0 2.5 V
VOUT 警报输出高电平 2.35 2.5 2.65 V
VOUT 警报输出低电平 0.285 0.3 0.315 V
RLOAD 阻性负载(2) 10 kΩ
CLOAD 容性负载(2) 100 pF
负载调整率 DAC 处于中标度，-1mA ≤ IOUT ≤ +1mA 10 µV/mA
短路电流 满量程输出短接至地 5 mA
零输出短接至 VDD 5
输出电压余量（至 PVDD） DAC 处于完整代码，IOUT = 1mA（拉电流） 200 mV
ZO 大信号输出直流阻抗 至 GND，DAC 处于代码 0 60 Ω
DAC 处于中标度 10 mΩ
DAC 处于代码 65535 10
输出高阻态 500 kΩ
电源抑制比（直流） DAC 处于中标度 0.1 mV/V
输出电压漂移与时间间的关系，理想 VREF TA = 35°C，VOUT = 中标度，1000 小时 ±5 ppmFSR
诊断 ADC
输入电压 0 2.5 V
分辨率 12 位
DNL 微分非线性 指定的 12 位单调 -1 ±0.2 1 LSB
INL 积分非线性 -4 ±1 4 LSB
偏移误差 校准后 -10 ±1.6 10 LSB
增益误差 -0.8 ±0.13 0.8 %FSR
噪声 ±4 LSB
输入电容值 6 pF
输入偏置电流 ADC 未在转换 -50 50 nA
采集时间 52 µs
转换时间 210 µs
转换速率 3.84 kSPS
温度传感器精度 5 °C
内部振荡器
频率 TA = -40°C 至 +125°C 1.2165 1.2288 1.2411 MHz
HART 调制解调器
RX_IN 输入（HART 模式）
输入电压范围 外部或内部基准源、设计架构。信号施加到直流阻断电容器的输入端。 0 1.5 VPP
接收器灵敏度 成功进行载波检测和解调的阈值，假定理想正弦输入 FSK 信号具有有效前导码并使用内部滤波器。 80 100 120 mVPP
载波检测时间 在 CD 置为有效之前在输入端存在 1200Hz 载波频率 3 波特
MOD_OUT 输出（HART 模式）
输出电压 在 MOD_OUT 引脚上测得，具有 160Ω 负载，
交流耦合 (2.2µF)		 400 500 800 mVPP
标记频率 1200 Hz
空间频率 2200 Hz
频率误差 -40°C 至 +125°C -1 1 %
相位连续性误差 设计架构 0 度
最小阻性负载 与 2.2µF 交流耦合 160 Ω
发射阻抗 RTS 低电平，在 MOD_OUT 引脚上测得，
1mA 测量电流		 25 mΩ
发射阻抗 RTS 高电平，在 MOD_OUT 引脚上测得，
±200nA 测量电流		 50 kΩ
电压基准输入
ZVREFIO 基准输入阻抗 (VREFIO) 125 kΩ
CVREFIO 基准输入电容 (VREFIO) 100 pF
电压基准输出
输出（初始精度）(3) TA = 25°C 1.248 1.25 1.252 V
输出漂移(3) TA = -40°C 至 +125°C 10 ppm/℃
输出阻抗(3) 0.1 Ω
输出噪声(3) 0.1Hz 至 10Hz 7.5 µVPP
输出噪声密度(3) 在 10kHz 下测得，基准负载 = 100nF 200 nV/√Hz
负载电流(3) 拉电流，VREF 与标称值相差 0.1% 2.5 mA
灌电流，VREF 与标称值相差 0.1% 0.3
负载调整率(3) 拉电流，0mA 至 2.5mA 4 µV/mA
COUT 稳定输出电容 TA = -40°C 至 +125°C，
ESR 为 10mΩ 至 400mΩ		 70 100 130 nF
线性调整率(3) 100 µV/V
输出电压漂移与时间间的关系(3) TA = 35°C，1000 小时 ±100 ppm
热滞后(3) 第一个周期 500 µV
附加周期 25 µV
VDD 稳压器输出
输出电压 1.71 1.8 1.89 V
输出阻抗(3) 拉电流，0.5mA 至 2.5mA 3 Ω
负载电流(3) 拉电流，VDD 与标称值相差 1% 4 mA
过热警报
警报跳变点 130 °C
警告跳变点 85 °C
迟滞 12 °C
跳变点绝对精度 5 °C
跳变点相对精度 2 °C
数字输入特性
VIH 高电平输入电压 0.7 V/IOVDD
VIL 低电平输入电压 0.3 V/IOVDD
迟滞电压 0.05 V/IOVDD
输入电流 -1.56 1.56 µA
引脚电容 每引脚 10 pF
数字输出特性
VOH 高电平输出电压 ISOURCE = 1 mA 0.8 V/IOVDD
VOL 低电平输出电压 ISINK = 1mA 0.2 V/IOVDD
VOL 开漏低电平输出电压 ISINK = 2mA 0.3 V
输出引脚电容 10 pF
电源要求
IPVDD 流入 PVDD 的电流 DAC 处于零标度，SPI 静态 180 220 µA
IREFIO 内部基准流耗 52 70 µA
IHART HART Tx 调制解调器电流消耗 10 µA
IADC ADC 电流消耗 ADC 转换速度为 3.84kSPS 10 µA
CVDD 建议的 VDD 去耦电容 1 10 µF
IIOVDD 流入 IOVDD 的电流 SPI 静态 10 25 µA
IVREFIO 流入 VREFIO 的电流 DAC 处于中标度代码 10 µA
(1) 端点适合 16 位的代码 512 至代码 65,535 或 14 位的代码 128 至代码 16,383，DAC 输出空载，阻性和容性负载条件下的性能由设计和特性确定。
(2) 未经生产测试。设计目标。
(3) 未经生产测试。源自特性数据。