TRAC? SUPPORT CIRCUIT（TRAC - S2）：助力信號處理電路設(shè)計(jì)的利器

在電子工程師的日常工作中，高效且可靠的信號處理電路設(shè)計(jì)是一個永恒的追求。今天，我們就來深入探討一下TRAC? SUPPORT CIRCUIT（TRAC - S2）這款產(chǎn)品，看看它是如何在信號處理領(lǐng)域大顯身手的。

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一、TRAC家族與TRAC - S2概述

TRAC家族的現(xiàn)場可編程模擬設(shè)備為信號處理問題提供了從問題到硅解決方案的集成路徑，能在短短幾分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)。TRAC（Totally Reconfigurable Analog Circuit）是一種高度靈活的單芯片解決方案，適用于眾多市場中的信號處理問題。它引入了自上而下的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)原則，實(shí)現(xiàn)了快速實(shí)施、原型制作和產(chǎn)品發(fā)布。與傳統(tǒng)的基于組件級別的設(shè)計(jì)不同，TRAC采用計(jì)算方法，為設(shè)計(jì)師帶來了以往只有可編程數(shù)字設(shè)備才具備的優(yōu)勢，還為高產(chǎn)量用戶提供了定制硅解決方案的途徑。

而TRAC - S2作為TRAC的支持電路，進(jìn)一步簡化了電路集成和與存儲設(shè)備的接口。它在加電時需要加載程序數(shù)據(jù)，并使用5V的分離電源運(yùn)行。通過集成加載接口電路、電壓調(diào)節(jié)、電源監(jiān)控和熱保護(hù)等功能，讓電路設(shè)計(jì)變得更加輕松。

二、TRAC - S2的特性與優(yōu)勢

設(shè)計(jì)與生產(chǎn)優(yōu)勢

• 簡化設(shè)計(jì)與快速原型制作：讓TRAC電路的設(shè)計(jì)更加容易，生產(chǎn)原型制作速度更快，大大縮短了產(chǎn)品的開發(fā)周期。
• 降低成本：減少了組件數(shù)量和制造成本，提高了產(chǎn)品的性價比。

接口與兼容性優(yōu)勢

• 簡單連接存儲設(shè)備：能夠?qū)崿F(xiàn)串行輸出EEPROM或其他存儲設(shè)備與TRAC的簡單連接。
• 兼容性良好：與當(dāng)前和未來的TRAC設(shè)備都兼容，具有很強(qiáng)的通用性。

功能優(yōu)勢

• 自動程序加載：加電時自動加載程序，并且在電源故障或波動后，電源監(jiān)控功能會重新加載程序，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。
• 時鐘控制靈活：片上振蕩器的頻率可由用戶定義，還能自動感應(yīng)級聯(lián)TRAC設(shè)備的數(shù)量，在程序加載完成后自動停止時鐘。
• 電源管理出色：簡化了TRAC電源電壓的生成，接地電壓可由用戶定義，熱關(guān)斷功能能保護(hù)設(shè)備免受電路故障導(dǎo)致的過載影響，并且適用于全工業(yè)溫度范圍。

三、TRAC - S2的技術(shù)參數(shù)

絕對最大額定值

電氣特性

在溫度為25°C，VDD = 5V，VSS = 0V，CLCR_IN = 0V，AGND_OUT和VSS之間連接100nF電容的測試條件下，各項(xiàng)參數(shù)表現(xiàn)如下：

• 電源電壓工作范圍：4.8V - 5.2V，典型值為5.0V。
• 電源電流：待機(jī)時（CLCR_IN = 0V）為1.5 - 2.8mA，典型值1.9mA；時鐘工作時（CLCR_IN = 5V）為2.9 - 5.5mA，典型值3.7mA。
• Rail Splitter：SETV輸入電流典型值為50nA，最大200nA；AGND_OUT輸出電壓在不同條件下有相應(yīng)的范圍。
• Supply Monitor：RESET_OUT閾值電壓、滯后、導(dǎo)通輸出灌電流、關(guān)斷輸出電流等都有明確的參數(shù)范圍，并且在電源電壓從5.0V到4.0V變化時，傳播延遲為1μS。
• Programming Logic：CLK_OUT和NOT CLK_OUT的頻率、最大編程頻率、高輸出電壓等參數(shù)也都有詳細(xì)規(guī)定，DATA_OUT的頻率和高輸出電壓同樣如此。

四、引腳功能描述

五、典型特性分析

通過一系列的典型特性曲線，我們可以直觀地了解TRAC - S2在不同條件下的性能表現(xiàn)。例如，待機(jī)電流和時鐘電流隨溫度的變化曲線，AGND_OUT電壓隨負(fù)載電流和溫度的變化曲線，RESET_OUT延遲時間和電壓隨電源電壓的變化曲線，閾值電壓隨溫度的變化曲線，以及時鐘頻率隨電容的變化曲線等。這些曲線為工程師在實(shí)際設(shè)計(jì)中提供了重要的參考依據(jù)。

六、電路模塊分析

1. Rail Splitter

該模塊在5V電源之間提供模擬接地軌。通過將外部分壓器連接到SETV引腳，可以將AGND_OUT設(shè)置為所需的電位。其輸出級設(shè)計(jì)能夠?yàn)?個TRAC設(shè)備及相關(guān)電路提供電源，具有低輸出電阻，驅(qū)動能力為±20mA。

2. Supply Monitor

采用了精密的ZSM560電源監(jiān)控設(shè)計(jì)。RESET_OUT提供信號來復(fù)位TRAC編程和操作中涉及的所有設(shè)備，確保所有設(shè)備能同時開關(guān)。

3. Programming Logic

為TRAC和存儲設(shè)備提供編程所需的信號。時鐘在片上生成，頻率由外部電容設(shè)置。DATA_OUT信號是時鐘頻率除以4的結(jié)果，用于初始化EEPROM并促使其輸出數(shù)據(jù)。SELECT引腳用于啟用EEPROM芯片選擇。此外，該模塊還接收來自最后一個TRAC設(shè)備的輸入信號CLCR_IN，當(dāng)編程完成時，該信號從“高”變?yōu)椤暗汀?，用于終止CLK_OUT和DATA_OUT信號。

七、應(yīng)用電路與兼容存儲設(shè)備

TRAC - S2的應(yīng)用電路展示了支持電路、EEPROM和TRAC設(shè)備之間的連接方式。如果需要更詳細(xì)的電路解釋，可以參考應(yīng)用筆記AN27 “How to use the TRAC support chip”，該筆記還展示了對多個TRAC設(shè)備進(jìn)行編程所需的電路。同時，還列出了兼容的存儲設(shè)備，如ST9346CB1（SGS - Thomson）、93LC46B（Microchip）、NM92C46（National Semiconductor）等。

八、封裝尺寸

TRAC - S2采用QSOP16封裝，文檔中詳細(xì)給出了各個引腳的尺寸信息，包括毫米和英寸兩種單位的最小和最大值，為工程師在PCB設(shè)計(jì)時提供了準(zhǔn)確的參考。

總的來說，TRAC - S2在信號處理電路設(shè)計(jì)中具有諸多優(yōu)勢，無論是從設(shè)計(jì)的便捷性、成本控制，還是從功能的完整性和穩(wěn)定性來看，都值得電子工程師們深入研究和應(yīng)用。大家在實(shí)際設(shè)計(jì)中是否遇到過類似功能的電路呢？它們與TRAC - S2相比又有哪些優(yōu)缺點(diǎn)呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和看法。