デジタルポテンショメータ設計ガイド - microchip...

デジタルポテンショメータ設計ガイドサポートするデジタルポテンショメータアプリケーション: 機械式ポテンショメータの置き換え、オフセット/トリミング付きアンプ、オフセット/ゲイントリミング付きバンドパスフィルタ処理、プログラマブルフィルタ、ホイートストンブリッジトリミング、一般的な組み込みシステム設計手法等

本書で紹介する設計コンセプトでは、以下のデバイスを使います。全デバイス一覧と、それらのデータシートは、www.microchip.comをご覧ください。

www.microchip.com/analog

アナログ/インターフェイス製品ソリューション

6ビット 7ビット 8ビットシングルシングルデュアルクワッドシングルデュアルクワッド

MCP401XMCP402X

MCP401XMCP40D1XMCP413XMCP414XMCP453X

MCP423XMCP424XMCP463XMCP464X





2 デジタルポテンショメータ設計ガイド

マイクロチップ社のデジタルポテンショメータファミリマイクロチップ社は、いかなるアプリケーションでも最適なデバイスを選択できるよう、各種デバイスを取り揃えています。主な選択オプションは以下の通りです。

広範囲の抵抗値– RAB抵抗 (typical)2.1～ 100kΩ

ステップ分解能– 6ビット– 7ビット– 8ビット

シリアルインターフェイス– アップ /ダウン– SPI– I2C ™

メモリタイプ– 揮発性– 不揮発性

抵抗ネットワークコンフィグレーション– ポテンショメータ (抵抗分圧器 )– レオスタット (可変抵抗器 )

シングル /デュアル /クアッドポテンショメータオプションパッケージオプション特殊機能

– シャットダウンモード– WiperLock ™テクノロジ

低電圧 /低消費電力オプション抵抗のサイズと分解能により、段抵抗と段数を選択できます。抵抗 (RAB)が 2.1 kΩのデバイスでは、64段 (63個の抵抗 )があり、従って段抵抗 (RS)は RAB/63 (33.33Ω)です。段数が257 (256個の抵抗 )の 5 kΩのデバイスでは、段抵抗 (RS)はRAB/256(19.53Ω )です。また、レンジの対極にある抵抗 (RAB)が 50 kΩのデバイスでは、64段 (63個の抵抗 )があり、従って段抵抗 (RS)は RAB/63(793.65Ω)です。

シリアルインターフェイスオプションを使うと、デバイスをアプリケーションに簡単に組み込む事ができます。アプリケーションによっては、単純なアップ /ダウンインターフェイスで十分です。しかし、分解能の高い (7ビット、8ビット ) デバイスには、ワイパレジスタを直接読み書きできる事が望まれます。この能力は SPIと I2Cインターフェイスでサポートされています。SPIの方が簡単に実装できますが、I2Cでは使用する信号 (ピン )数が 2つと少なく、しかもシリアルバス上の複数のデバイスをピンの追加なしにサポートします。揮発性、不揮発性の両方を選べるため、アプリケーションを柔軟に最適化できます。アプリケーションによっては、デジタルポテンショメータで機械式ポテンショメータを置き換え可能です。その場合、シリアルインターフェイスを備えた不揮発性デバイスとテストハードウェアインターフェイスを接続すれば、製造コストを抑えた低コストデバイスが実現します。抵抗ネットワークコンフィグレーションを使うと、パッケージサイズとコストを最小限に抑えながら、目的の機能を実現できます。1つの端子をグランドに接続する可変抵抗器 (レオスタット )を使いたい場合、1つの抵抗器端子 (ワイパ )を実装するだけで済みます。MCP4017/18/19ファミリでは、MCP4019でこのコンフィグレーションを採用しており、低コストのSC70-5パッケージでその機能を実現しています。デュアル /クワッドデジタルポテンショメータ式抵抗ネットワークは、同一シリコン上に搭載されているため優れたマッチング特性を持ちます。アプリケーションによっては、マッチング特性に優れた部品を使う事でシステム性能を改善できます。各種パッケージにより、デバイスコスト、ボード面積、製造現場 (スルーホールか表面実装か )といったお客様のシステム要件の都合に対応できます。3x3 mm SOT-23/DFNパッケージ、3x2 mm DFNパッケージ、SC70パッケージ等を用意しています。

デジタルポテンショメータソリューション

デジタルポテンショメータ設計ガイド 3

低消費電力アプリケーション多くのアプリケーションには低消費電力が求められます。その理由は、バッテリ駆動であるため、あるいは低消費電力が設計目標であるためです。マイクロチップ社のデジタルポテンショメータファミリは消費電力が低く、最大 IDDがわずか 1 µAのデバイスもあります。この電流は、シリアルインターフェイスが非アクティブで、不揮発性メモリの書き込みサイクルが非アクティブ時の値です。抵抗ネットワーク (A/B/Wピン )を通る電流は含まれません。最大 IDDが 1µAのデバイスとしては、MCP4011、MCP4012、MCP4013、MCP4014、MCP4021、MCP4022、MCP4023、MCP4024、MCP41010、MCP41050、MCP41100、MCP42010、MCP42050、MCP42100があります。その他のデバイスは、現時点で最大 IDDが 5µAです。多くのデバイスは、抵抗ネットワークをシャットダウンする、すなわち抵抗ネットワークを回路から切断する機能を備えています。これにより、システムの消費電流を大きく削減できます。このシャットダウンモードには、ハードウェアピン (SHDN)によるハードウェアシャットダウンと、端子制御レジスタによるソフトウェアシャットダウンがあります。ソフトウェアシャットダウンがあれば、SHDNピンがない一番小さなパッケージでもでシャットダウン機能を確保できます。ハードウェアシャットダウンでは、抵抗ネットワークの状態を強制的に変更する事で、端子 Aのピンから抵抗ネットワークを切断し、ワイパ値を 00hに強制的に設定します (ワイパが端子 Bに接続される )。ワイパレジスタはワイパ値を保持しているため、シャットダウンからの復帰時にワイパは元の位置に復帰します。

低消費電力動作のデバイス

デバイス

シリアル

インターフェイス

揮発性

(Vol

) 不揮発性

(NV)

# R

S抵抗

Rs Ω

(ty

p.)

ゼロスケール

/

フルスケール

(3)

チャンネル数

Wip

erLo

ck™

テクノロジ

HVコマンド

シャットダウン

モード

コンフィグレー

ション

電圧レンジ

ピン数

パッケージ

最大

IDD (

µA)(

5)

MCP4011(1) U/D Vol 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 N Y(9) N Pot 1.8～5.5V(6) 8 SOIC,MSOP,DFN 1

MCP4012(1) U/D Vol 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 N Y(9) N Rheo 1.8～5.5V(6) 6 SOT-23 1

MCP4013(1) U/D Vol 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 N Y(9) N Pot(7) 1.8～5.5V(6) 6 SOT-23 1

MCP4014(1) U/D Vol 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 N Y(9) N Rheo(7) 1.8～5.5V(6) 5 SOT-23 1

MCP4021(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y Y N Pot 2.7～5.5V 8 SOIC,MSOP,DFN 1

MCP4022(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y Y N Rheo 2.7～5.5V 6 SOT-23 1

MCP4023(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y Y N Pot(7) 2.7～5.5V 6 SOT-23 1

MCP4024(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y Y N Rheo(7) 2.7～5.5V 5 SOT-23 1

MCP41010 SPI Vol 256 39.1 Y/N(4) 1 N N N Pot 2.7～5.5V 8 PDIP,SOIC 1



MCP42010 SPI Vol 256 39.1 Y/N(4) 2 N N Y Pot 2.7～5.5V 14 PDIP,SOIC,TSSOP 1



1.抵抗オプションとしては、-202(2.1kΩ)、-502(5.0kΩ)、-103(10.0kΩ)、-503(50.0kΩ)があります。2.抵抗オプションとしては、-502(5.0kΩ)、-103(10.0kΩ)、503(50.0kΩ)、-104(100.0kΩ)があります。3.ゼロスケールではワイパを端子Bに「直接」接続できます。フルスケールでは端子Aに「直接」接続できます。4.最大ワイパ値と端子Aの間にRS抵抗が1個あります。5.この電流は、シリアルインターフェイスが非アクティブの時の値であり、EEPROM書き込みサイクル中の値ではありません。6.シリアルインターフェイスは1.8 Vまで、デバイスのアナログ特性(抵抗器)は2.7～5.5 Vでのレンジで動作確認済みです。1.8～2.7Vのアナログ性能については、デバイスの特性グラフでご確認ください。7.パッケージ上のピン数制限により、1本の端子ピン(AまたはB)がグランドに内部接続されます。8.ソフトウェアシャットダウンをサポート(TCONレジスタ)します。デバイスにSHDNピンがある場合でもソフトウェアシャットダウンは機能します。9.HV(高電圧)コマンドのサポートは、対応する不揮発性タイプのデバイスとの互換性を確保するためのものです。


ソフトウェアシャットダウンでは、抵抗ネットワークの端子ピンを個々に制御できます。各抵抗ネットワークには、4ビットの TCONレジスタがあります。内訳は各端子ピン (A/B/W)に1ビットずつ、そしてハードウェアシャットダウン状態 (抵抗ネットワークが端子 Aピンから切断され、ワイパ値が 00hに強制的に設定される状態 )を模擬する 1ビットです。これにより、アプリケーションで、デジタルポテンショメータ式抵抗ネットワークを通る電流を完全に制御できます。ソフトウェアシャットダウンは、ハードウェアシャットダウンよりも柔軟です。パッケージが小さいためハードウェアシャットダウンピンを実装していないデバイスでも使えます。

ノーマルモードとシャットダウンモードの比較

「ノーマル」モード「シャットダウン」モード


低電圧アプリケーションアプリケーションによっては低電圧での動作が必要です。マイクロチップ社の揮発性メモリデバイスのほとんどは、デジタル動作時の最小電圧が 1.8 Vです。この低電圧時のアナログ性能の仕様は規定されていませんが、特性評価済みです。これは、多くのアプリケーションにとって十分です。


低電圧 (1.8 V)動作をサポートするデバイス

デバイス

シリアル


揮発性

(Vol

) 不揮発性

(NV

)

# R

S抵抗

Rs Ω

(ty

p.)

ゼロスケール

/

フルスケール

(3)

チャンネル数

Wip

erLo

ck™

テクノロジ

HVコマンド


モード


ション

電圧レンジ

ピン数

パッケージ

最大

IDD (

µA)(

5)

MCP4011(1) U/D Vol 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 N Y(9) N Pot 1.8～5.5V(6) 8 SOIC,MSOP,DFN 1

MCP4012(1) U/D Vol 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 N Y(9) N Rheo 1.8～5.5V(6) 6 SOT-23 1

MCP4013(1) U/D Vol 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 N Y(9) N Pot(7) 1.8～5.5V(6) 6 SOT-23 1

MCP4014(1) U/D Vol 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 N Y(9) N Rheo(7) 1.8～5.5V(6) 5 SOT-23 1

MCP4017(2) I2C Vol 127 39.4/78.7/393.7/787.4 Y/Y 1 N N N Rheo 1.8～5.5V(6) 6 SC70 5

MCP4018(2) I2C Vol 127 39.4/78.7/393.7/787.4 Y/Y 1 N N N Pot(7) 1.8～5.5V(6) 6 SC70 5

MCP4019(2) I2C Vol 127 39.4/78.7/393.7/787.4 Y/Y 1 N N N Rheo(7) 1.8～5.5V(6) 5 SC70 5

MCP40D17(2) I2C Vol 127 39.4/78.7/393.7/787.4 Y/Y 1 N N N Rheo 1.8～5.5V(6) 6 SC70 5

MCP40D18(2) I2C Vol 127 39.4/78.7/393.7/787.4 Y/Y 1 N N N Pot(7) 1.8～5.5V(6) 6 SC70 5

MCP40D19(2) I2C Vol 127 39.4/78.7/393.7/787.4 Y/Y 1 N N N Rheo(7) 1.8～5.5V(6) 5 SC70 5

MCP4131(2) SPI Vol 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 N Y(9) Y(8) Pot 1.8～5.5V(6) 8 PDIP,SOIC,MSOP,DFN 5

MCP4132(2) SPI Vol 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 N Y(9) Y(8) Rheo 1.8～5.5V(6) 8 PDIP,SOIC,MSOP,DFN 5



MCP4231(2) SPI Vol 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 2 N Y(9) Y(8) Pot 1.8～5.5V(6) 14,16 PDIP,SOIC,TSSOP,QFN 5

MCP4232(2) SPI Vol 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 2 N Y(9) Y(8) Rheo 1.8～5.5V(6) 10 MSOP,DFN 5



MCP4331(2) SPI Vol 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 4 N Y(9) Y(8) Pot 1.8～5.5V(6) 20 TSSOP,QFN 5

MCP4332(2) SPI Vol 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 4 N Y(9) Y(8) Rheo 1.8～5.5V(6) 14 TSSOP 5



MCP4431(2) I2C Vol 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 4 N Y(9) Y(8) Pot 1.8～5.5V(6) 20 TSSOP,QFN 5

MCP4432(2) I2C Vol 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 4 N Y(9) Y(8) Rheo 1.8～5.5V(6) 14 TSSOP 5



MCP4531(2) I2C Vol 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 N Y(9) Y(8) Pot 1.8～5.5V(6) 8 MSOP,DFN 5

MCP4532(2) I2C Vol 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 N Y(9) Y(8) Rheo 1.8～5.5V(6) 8 MSOP,DFN 5



MCP4631(2) I2C Vol 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 2 N Y(9) Y(8) Pot 1.8～5.5V(6) 14,16 TSSOP,QFN 5





動作電圧 1.8 Vのデバイスは全て揮発性デバイスです (例外 : MCP41010、MCP41050、MCP41100、MCP42010、MCP42050、MCP42100)。



Package Area (mm2) CommentMSOP ~14.7

DFN (3x3) ~9 39% Smaller than MSOP

SOT-23 ~8.3 44% Smaller than MSOP

DFN (2x3) ~6 59% Smaller than MSOP 33% Smaller than DFN 3x3

SC70 ~4.2 71% Smaller than MSOP 55% Smaller than DFN 3x3 30% Smaller than DFN 2x3

SOT-23

3 mm

2.95 mm

DFN

3 mm

3 mmDFN

3 mm

2 mm

SC70

2.1 mm

2 mm

MSOP

4.9 mm

3 mm

省スペースアプリケーションアプリケーションによってはサイズに制限があり、できるだけ小さなデバイスを必要とします。マイクロチップ社は一部のデバイスを省スペースパッケージで提供しています。8ピン DFN (3x3 mmと 2x3 mm)、5/6ピン SOT-23、5/6ピンSC70パッケージがあります。

省スペースデバイス

省スペースデバイス

デバイス

シリアル


揮発性

(Vol

) 不揮発性

(NV)

# R

S抵抗

Rs Ω

(ty

p.)

ゼロスケール

/

フルスケール

(3)

チャンネル数

Wip

erLo

ck™

テクノロジ

HVコマンド


モード


ション

電圧レンジ

ピン数

パッケージ

最大

IDD (

µA)(

5)

MCP4011(1) U/D Vol 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 N Y(9) N Pot 1.8～5.5V(6) 8 DFN2x3 1

MCP4012(1) U/D Vol 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 N Y(9) N Rheo 1.8～5.5V(6) 6 SOT 1

MCP4013(1) U/D Vol 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 N Y(9) N Pot(7) 1.8～5.5V(6) 6 SOT 1

MCP4014(1) U/D Vol 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 N Y(9) N Rheo(7) 1.8～5.5V(6) 5 SOT 1

MCP4021(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y Y N Pot 2.7～5.5V 8 DFN2x3 1

MCP4022(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y Y N Rheo 2.7～5.5V 6 SOT 1

MCP4023(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y Y N Pot(7) 2.7～5.5V 6 SOT 1

MCP4024(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y Y N Rheo(7) 2.7～5.5V 5 SOT 1







MCP4131(2) SPI Vol 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 N Y(9) Y(8) Pot 1.8～5.5V(6) 8 DFN3x3 5

MCP4132(2) SPI Vol 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 N Y(9) Y(8) Rheo 1.8～5.5V(6) 8 DFN3x3 5

MCP4141(2) SPI NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 Y Y Y(8) Pot 2.7～5.5V 8 DFN3x3 5

MCP4142(2) SPI NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 Y Y Y(8) Rheo 2.7～5.5V 8 DFN3x3 5

MCP4151(2) SPI Vol 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 1 N Y(9) Y(8) Pot 1.8～5.5V(6) 8 DFN3x3 5

MCP4152(2) SPI Vol 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 1 N Y(9) Y(8) Rheo 1.8～5.5V(6) 8 DFN3x3 5

MCP4161(2) SPI NV 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 1 Y Y Y(8) Pot 2.7～5.5V 8 DFN3x3 5

MCP4162(2) SPI NV 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 1 Y Y Y(8) Rheo 2.7～5.5V 8 DFN3x3 5

MCP4531(2) I2C Vol 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 N Y(9) Y(8) Pot 1.8～5.5V(6) 8 DFN3x3 5

MCP4532(2) I2C Vol 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 N Y(9) Y(8) Rheo 1.8～5.5V(6) 8 DFN3x3 5

MCP4541(2) I2C NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 Y Y Y(8) Pot 2.7～5.5V 8 DFN3x3 5

MCP4542(2) I2C NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 Y Y Y(8) Rheo 2.7～5.5V 8 DFN3x3 5

MCP4551(2) I2C Vol 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 1 N Y(9) Y(8) Pot 1.8～5.5V(6) 8 DFN3x3 5

MCP4552(2) I2C Vol 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 1 N Y(9) Y(8) Rheo 1.8～5.5V(6) 8 DFN3x3 5

MCP4561(2) I2C NV 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 1 Y Y Y(8) Pot 2.7～5.5V 8 DFN3x3 5

MCP4562(2) I2C NV 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 1 Y Y Y(8) Rheo 2.7～5.5V 8 DFN3x3 5


パッケージ面積 (mm2) 備考

MSOP ~14.7

DFN(3x3) ~9 MSOPより 39%減

SOT-23 ~8.3 MSOPより 44%減

DFN(2x3) ~6 MSOPより 59%減DFN3x3より 33%減

SC70 ~4.2 MSOPより 71%減DFN3x3より 55%減DFN2x3より 30%減


また、不揮発性デバイスの多くは、数バイトの汎用 EEPROMメモリも搭載しています。これを利用すれば、校正コード、製造日、シリアル番号、ユーザ情報等のシステム情報を保存できます。

不揮発性アプリケーション不揮発性デバイスは、デバイスの電源遮断中やブラウンアウト中でもワイパ位置を保存できます。デバイスの電源が復帰すると、不揮発性レジスタに保存されていたワイパ値が読み込まれます。この機能は、ワイパ値が一旦設定されたら変更されないアプリケーション(システム校正 )にも、またシステム電源遮断時に最新のユーザ設定値が保存されるアプリケーション (ボリューム設定等 )にも便利です。従来、システム性能を最適化するためのデバイス校正には機械式トリムポットを使ってきました。今日では、信頼性と総コストの面でデジタルポテンショメータの方が優れたソリューションです。不揮発性メモリタイプを使うと、電源投入時のワイパ値を設定できます。不揮発性デバイスは、このワイパ値が内部で変わらないようにする機能を装備しています。WiperLockテクノロジとは、マイクロチップ社製不揮発性デバイスでワイパを一旦「ロック」すると、「高電圧」コマンド以外の方法ではワイパ設定を変更できないようにする方法です。通常動作中のデジタルポテンショメータに高電圧が印加されない限り、ワイパ設定が誤って変更される事はありません。

WiperLock ™テクノロジの動作例 (アップ /ダウンインターフェイス )


不揮発性メモリ付きデバイス

デバイス

シリアル


揮発性

(Vol

) 不揮発性

(NV)

# R

S抵抗

Rs Ω

(ty

p.)

ゼロスケール

/

フルスケール

(3)

チャンネル数

Wip

erLo

ck™

テクノロジ

/

HVコマンド

汎用

EEP

RO

M

(バイト

)


モード


ション

電圧レンジ

ピン数

パッケージ

最大

IDD (

µA)(

5)

MCP4021(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y – N Pot 2.7～5.5V 8 SOIC,MSOP,DFN 1MCP4022(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y – N Rheo 2.7～5.5V 6 SOT-23 1MCP4023(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y – N Pot(7) 2.7～5.5V 6 SOT-23 1MCP4024(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y – N Rheo(7) 2.7～5.5V 5 SOT-23 1MCP4141(2) SPI NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 Y 10 Y(8) Pot 2.7～5.5V 8 PDIP,SOIC,MSOP,DFN 5MCP4142(2) SPI NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 Y 10 Y(8) Rheo 2.7～5.5V 8 PDIP,SOIC,MSOP,DFN 5MCP4161(2) SPI NV 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 1 Y 10 Y(8) Pot 2.7～5.5V 8 PDIP,SOIC,MSOP,DFN 5MCP4162(2) SPI NV 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 1 Y 10 Y(8) Rheo 2.7～5.5V 8 PDIP,SOIC,MSOP,DFN 5MCP4241(2) SPI NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 2 Y 10 Y(8) Pot 2.7～5.5V 14,16 PDIP,SOIC,TSSOP,QFN 5MCP4242(2) SPI NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 2 Y 10 Y(8) Rheo 2.7～5.5V 10 MSOP,DFN 5MCP4261(2) SPI NV 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 2 Y 10 Y(8) Pot 2.7～5.5V 14,16 PDIP,SOIC,TSSOP,QFN 5MCP4262(2) SPI NV 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 2 Y 10 Y(8) Rheo 2.7～5.5V 10 MSOP,DFN 5MCP4341(2) SPI NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 4 Y 5 Y(8) Pot 2.7～5.5V 20 TSSOP,QFN 5MCP4342(2) SPI NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 4 Y 5 Y(8) Rheo 2.7～5.5V 14 TSSOP 5MCP4361(2) SPI NV 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 4 Y 5 Y(8) Pot 2.7～5.5V 20 TSSOP,QFN 5MCP4362(2) SPI NV 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 4 Y 5 Y(8) Rheo 2.7～5.5V 14 TSSOP 5MCP4441(2) I2C NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 4 Y 5 Y(8) Pot 2.7～5.5V 20 TSSOP,QFN 5MCP4442(2) I2C NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 4 Y 5 Y(8) Rheo 2.7～5.5V 14 TSSOP 5MCP4461(2) I2C NV 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 4 Y 5 Y(8) Pot 2.7～5.5V 20 TSSOP,QFN 5MCP4462(2) I2C NV 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 4 Y 5 Y(8) Rheo 2.7～5.5V 14 TSSOP 5MCP4541(2) I2C NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 Y 10 Y(8) Pot 2.7～5.5V 8 MSOP,DFN 5MCP4542(2) I2C NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 Y 10 Y(8) Rheo 2.7～5.5V 8 MSOP,DFN 5MCP4561(2) I2C NV 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 1 Y 10 Y(8) Pot 2.7～5.5V 8 MSOP,DFN 5MCP4562(2) I2C NV 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 1 Y 10 Y(8) Rheo 2.7～5.5V 8 MSOP,DFN 5MCP4641(2) I2C NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 2 Y 10 Y(8) Pot 2.7～5.5V 14,16 TSSOP,QFN 5MCP4642(2) I2C NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 2 Y 10 Y(8) Rheo 2.7～5.5V 10 MSOP,DFN 5MCP4661(2) I2C NV 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 2 Y 10 Y(8) Pot 2.7～5.5V 14,16 TSSOP,QFN 5MCP4662(2) I2C NV 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 2 Y 10 Y(8) Rheo 2.7～5.5V 10 MSOP,DFN 5

1.抵抗オプションとしては、-202(2.1kΩ)、-502(5.0kΩ)、-103(10.0kΩ)、-503(50.0kΩ)があります。2.抵抗オプションとしては、-502(5.0kΩ)、-103(10.0kΩ)、503(50.0kΩ)、-104(100.0kΩ)があります。3.ゼロスケールではワイパを端子Bに「直接」接続できます。4.最大ワイパ値と端子Aの間にRS抵抗が1個あります。5.この電流は、シリアルインターフェイスが非アクティブの時の値であり、EEPROM書き込みサイクル中の値ではありません。6.シリアルインターフェイスは1.8 Vまで、デバイスのアナログ特性(抵抗器)は2.7～5.5 Vでのレンジで動作確認済みです。1.8～2.7Vのアナログ性能については、デバイスの特性グラフでご確認ください。7.パッケージ上のピン数制限により、1本の端子ピン(AまたはB)がグランドに内部接続されます。8.ソフトウェアシャットダウンをサポート(TCONレジスタ)します。デバイスにSHDNピンがある場合でもソフトウェアシャットダウンは機能します。9.HV(高電圧)コマンドのサポートは、対応する不揮発性タイプのデバイスとの互換性を確保するためのものです。

WiperLock ™テクノロジ無効時

WiperLock ™テクノロジ有効時

ワイパ

ワイパ


デジタルポテンショメータソリューションシリアルインターフェイスマイクロチップ社のデバイスは現在、以下の 3種類のシリアルインターフェイスのいずれかを搭載しています。アップ /ダウンインターフェイスSPIインターフェイスI2Cインターフェイス

インクリメント

デクリメント

アップ /ダウンインターフェイスこのインターフェイスは 2本のピンだけで簡単に実装でき、実装時のソフトウェアオーバーヘッドも最小限です。このインターフェイスは、機械式ポテンショメータの代わりに不揮発性デバイスを使う際、テストされる側のシステムにとっても簡単です。高電圧コマンドを使うには、CSピンを VIL電圧ではなく VIHH電圧にセットする必要があります。この状態で、WiperLockテクノロジビットをイネーブル /ディセーブルできます。

アップ /ダウンインターフェイス付きデバイス

デバイス

シリアル


揮発性

(Vol

) 不揮発性

(NV

)

# R

S抵抗

Rs Ω

(ty

p.)

ゼロスケール

/

フルスケール

(3)

チャンネル数

Wip

erLo

ck™

テクノロジ

HVコマンド


モード


ション

電圧レンジ

ピン数

パッケージ

最大

IDD (

µA)(

5)





MCP4021(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y Y N Pot 2.7～5.5V 8 SC70 1

MCP4022(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y Y N Rheo 2.7～5.5V 6 SC70 1

MCP4023(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y Y N Pot(7) 2.7～5.5V 6 SC70 1

MCP4024(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y Y N Rheo(7) 2.7～5.5V 5 SC70 1


ワイパ

ワイパ


SPIインターフェイスこのインターフェイスも 3～ 4本の I/Oピンで簡単に実装できます。ピン数が多い分、デバイスからデータを読み出したり、デバイスのデイジーチェーン構成が可能です。デイジーチェーン構成にすると、チェーン上の全デバイスを SPIインターフェイスで同時に更新できます。多くのマイクロコントローラではこのインターフェイスをハードウェアモジュールとして提供しており、コード開発がさらに簡単です。高電圧コマンドを使うには、CSピンを VIL電圧ではなく VIHH電圧にセットする必要があります。この状態で、WiperLockテクノロジビットをイネーブル /ディセーブルできます。

コントローラと単一周辺モジュールの接続

コントローラと複数周辺モジュールの接続 (マルチチップセレクト )

デジタルポテンショメータソリューションコントローラと多重化 SDI/SDOピン付き単一周辺モジュールの接続

*この接続は必須ではなく、読み出し操作にのみ必要です。


*この接続は必須ではなく、読み出し操作にのみ必要です。選択したデバイスによっては、周辺モジュールの SDO信号をワイヤード ORします。

コントローラ周辺モジュール

コントローラ周辺モジュール

コントローラ周辺モジュール周辺モジュール



SPIインターフェイス付きデバイス

デバイス

シリアル


揮発性

(Vol

) 不揮発性

(NV

)

# R

S抵抗

Rs Ω

(ty

p.)

ゼロスケール

/

フルスケール

(3)

チャンネル数

Wip

erLo

ck™

テクノロジ

HVコマンド


モード


ション

電圧レンジ

ピン数

パッケージ

最大

IDD (

µA)(

5)



MCP4141(2) SPI NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 Y Y Y(8) Pot 2.7～5.5V 8 PDIP,SOIC,MSOP,DFN 5

MCP4142(2) SPI NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 Y Y Y(8) Rheo 2.7～5.5V 8 PDIP,SOIC,MSOP,DFN 5



MCP4161(2) SPI NV 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 1 Y Y Y(8) Pot 2.7～5.5V 8 PDIP,SOIC,MSOP,DFN 5

MCP4162(2) SPI NV 256 19.5/39.1/195.3/390.6 Y/Y 1 Y Y Y(8) Rheo 2.7～5.5V 8 PDIP,SOIC,MSOP,DFN 5



MCP4241(2) SPI NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 2 Y Y Y(8) Pot 2.7～5.5V 14,16 PDIP,SOIC,TSSOP,QFN 5

MCP4242(2) SPI NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 2 Y Y Y(8) Rheo 2.7～5.5V 10 MSOP,DFN 5







MCP4341(2) SPI NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 4 Y Y Y(8) Pot 2.7～5.5V 20 TSSOP,QFN 5

MCP4342(2) SPI NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 4 Y Y Y(8) Rheo 2.7～5.5V 14 TSSOP 5







MCP41100 SPI Vol 256 390.6 Y/N(4) 1 N N N Pot 2.7～5.5V 8 PDIP、SOIC 1






デジタルポテンショメータソリューションI2C ™インターフェイスI2Cインターフェイスは 2線式インターフェイスであり、その出力ドライバはオープンドレインです。このプロトコルはインターフェイスの 2線のみを使って読み書きをサポートします。I2Cプロトコルを使うと I2Cバス上に複数のデバイスを配置でき、各デバイスは固有のアドレスを持ちます。SPIプロトコルと比較して、I2Cプロトコルではホストコントローラファームウェアのオーバーヘッドが多くなりますが、ハードウェアリソースは少なくて済みます (3～ 4ピンではなく 2ピン )。I2Cプロトコルを使うと I2Cバス上に多数のデバイスを配置できますが、そのためにマスタコントローラに専用の I/Oピンを増やす必要はありません。ここでは代表的な I2Cインターフェイスを示します。マイクロチップ社製デジタルポテンショメータには、高電圧コマンドをサポートするタイプがあります。この機能を使うには、ホストコントローラ出力ピンを 1本追加する必要があります。多くのマイクロコントローラではこのインターフェイスを専用ハードウェアモジュールとして提供しているため、プロトコルのソフトウェア要件が軽減されます。高電圧コマンドを使うには、HVC/A0ピンを VIL電圧ではなく VIHH電圧にセットする必要があります。この状態で、WiperLockテクノロジビットをイネーブル /ディセーブルできます。

コントローラと単一周辺モジュールの接続

コントローラと複数周辺モジュールの接続 (マルチチップセレクト )


コントローラ

コントローラ

周辺モジュール

周辺モジュール周辺モジュール

*この信号はデバイスによって異なり、デバイス数はアドレス信号数によって異なります。


I2Cインターフェイス付きデバイス

デバイス

シリアル


揮発性

(Vol

) 不揮発性

(NV

)

# R

S抵抗

Rs Ω

(ty

p.)

ゼロスケール

/

フルスケール

(3)

チャンネル数

Wip

erLo

ck™

テクノロジ

HVコマンド


モード


ション

電圧レンジ

ピン数

パッケージ

最大

IDD (

µA)(

5)









MCP4541(2) I2C NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 Y Y Y(8) Pot 2.7～5.5V 8 MSOP,DFN 5

MCP4542(2) I2C NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 1 Y Y Y(8) Rheo 2.7～5.5V 8 MSOP,DFN 5







MCP4641(2) I2C NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 2 Y Y Y(8) Pot 2.7～5.5V 14,16 TSSOP,QFN 5








MCP4441(2) I2C NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 4 Y Y Y(8) Pot 2.7～5.5V 20 TSSOP,QFN 5

MCP4442(2) I2C NV 128 39.1/78.1/390.6/781.3 Y/Y 4 Y Y Y(8) Rheo 2.7～5.5V 14 TSSOP 5





1.抵抗オプションとしては、-202(2.1kΩ)、-502(5.0kΩ)、-103(10.0kΩ)、-503(50.0kΩ)があります。2.抵抗オプションとしては、-502(5.0kΩ)、-103(10.0kΩ)、503(50.0kΩ)、-104(100.0kΩ)があります。3.ゼロスケールではワイパを端子Bに「直接」接続できます。フルスケールでは端子Aに「直接」接続できます。4.最大ワイパ値と端子Aの間にRS抵抗が1個あります。5.この電流は、シリアルインターフェイスが非アクティブの時の値であり、EEPROM書き込みサイクル中の値ではありません。6.シリアルインターフェイスは1.8 Vまで、デバイスのアナログ特性(抵抗器)は2.7～5.5 Vでのレンジで動作確認済みです。1.8～2.7Vのアナログ性能については、デバイスの特性グラフでご確認ください。7.パッケージ上のピン数制限により、1本の端子ピン(AまたはB)がグランドに内部接続されます。8.ソフトウェアシャットダウンをサポート(TCONレジスタ)します。デバイスにSHDNピンがある場合でもソフトウェアシャットダウンは機能します。。9.HV(高電圧)コマンドのサポートは、対応する不揮発性タイプのデバイスとの互換性を確保するためのものです。



シングル /デュアル /クアッドポテンショメータオプション一部のデバイスは、同一デバイス上に複数の抵抗ネットワークを備えています。現在、単一デバイス上で最大 4個の抵抗ネットワークを利用できます。これらの抵抗ネットワークは Pot 0(ポテンショメータ 0)、Pot1、Pot2、Pot3と呼ばれます。同一デバイス上に複数のポテンショメータを設ける事で、以下の点でメリットがあります。ポテンショメータあたりのコストポテンショメータあたりの PCB専有面積ポテンショメータ間のばらつき

デジタルポテンショメータソリューションアプリケーションによっては、ポテンショメータ間の RAB抵抗のばらつきがアプリケーション回路にとって重要です。これらのポテンショメータが同一シリコン上の場合、RAB抵抗のばらつきは複数デバイス上の RAB抵抗のばらつきに比べて小さくなります。複数の抵抗ネットワークを搭載したデバイスに関するデータシートには RABマッチング仕様を記載しており、また、特性グラフのセクションには関連情報を記載しています。クワッドポテンショメータデバイスは、同じピンパッケージタイプ (TSSOP等 )の場合にクワッドデバイスとデュアルデバイスとで互換性のあるフットプリントとなるように設計されています。下図に、MCP4261→MCP4361とMCP4262→MCP4362の両方についてフットプリント互換性を示します。

クワッド /デュアルデバイスのピン配置比較 (TSSOPパッケージ )

Note1:ピン 15(RESET)は、MCP42X1上ではシャットダウン (SHDN)ピンです。

クワッドポテンショメータクワッドレオスタット

MCP42X1ピン配置 (1)

MCP42X2ピン配置



シングルポテンショメータデバイス

デバイス

シリアル


揮発性

(Vol

) 不揮発性

(NV

)

# R

S抵抗

Rs Ω

(ty

p.)

ゼロスケール

/

フルスケール

(3)

チャンネル数

Wip

erLo

ck™

テクノロジ

HVコマンド


モード


ション

電圧レンジ

ピン数

パッケージ

最大

IDD (

µA)(

5)





MCP4021(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y Y N Pot 2.7～5.5V 8 SC70 1

MCP4022(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y Y N Rheo 2.7～5.5V 6 SC70 1

MCP4023(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y Y N Pot(7) 2.7～5.5V 6 SC70 1

MCP4024(1) U/D NV 63 33.3/79.4/158.7/793.7 Y/Y 1 Y Y N Rheo(7) 2.7～5.5V 5 SC70 1




























デュアルポテンショメータデバイス

デバイス

シリアル


揮発性

(Vol

) 不揮発性

(NV

)

# R

S抵抗

Rs Ω

(ty

p.)

ゼロスケール

/

フルスケール

(3)

チャンネル数

Wip

erLo

ck™

テクノロジ

HVコマンド


モード


ション

電圧レンジ

ピン数

パッケージ

最大

IDD (

µA)(

5)























クワッドポテンショメータデバイス

デバイス

シリアル


揮発性

(Vol

) 不揮発性

(NV

)

# R

S抵抗

Rs Ω

(ty

p.)

ゼロスケール

/

フルスケール

(3)

チャンネル数

Wip

erLo

ck™

テクノロジ

HVコマンド


モード


ション

電圧レンジ

ピン数

パッケージ

最大

IDD (

µA)(

5)




















デジタルポテンショメータソリューション電圧ウィンドウの設定抵抗オプションと分解能

マイクロチップ社は、RAB抵抗 (typical)が2.1/5/10/50/100 KΩのデジタルポテンショメータを提供しています。デバイスの分解能としては 6/7/8ビットを取り揃えています。段抵抗 (RS)は、RAB抵抗値を RABラダー内の RS抵抗の数で割った値です。デバイスをレオスタットモードで使う時、あるいは端子 AとB (またはそのいずれか )に取り付けた抵抗でポテンショメータのウィンドウを設定する時に、段抵抗を理解している事が重要になります。

電圧ウィンドウの設定例として、端子 Aと Bは、デバイスの仕様範囲内で任意の電圧を取る事ができるものとします。これらのノードの電圧をそれぞれ VA、VBと呼ぶ事にします。この時、RAB両端の電圧 (VAB)は、|VA-VB|です。VABは、R1、R2、RABの値で決まります。電圧レンジに対して VABが小さいと、デバイスの実効分解能が高くなります。ただし、この分解能は VAと VBのレンジ内に制限されます。このように、低精度の低いデバイスを、レンジを狭める事で高精度の回路に使えます。機械式ポテンショメータを置き換える際は、このコンフィグレーションを使えます。R1と R2はいかなる抵抗値 (0Ωも可 )でも可能です。

抵抗オプション

RAB 6ビット (63) 7ビット (127) 7ビット (128) 8ビット (256)

2100 33.33333333 – – –

5000 79.36507937 39.37007874 39.0625 19.53125

10000 158.7301587 78.74015748 78.125 39.0625

50000 793.6507937 393.7007874 390.625 195.3125

100000 – 787.4015748 781.25 390.625

実効分解能に対する VAB電圧の影響

VAB

mV/段実効 VAB分解能と固定 VDDの関係備考6ビット

(63)7ビット(127)

7ビット(128)

8ビット(256)

6ビット(63)

7ビット(127)

7ビット(128)

8ビット(256)

5.00 79.4E 39.4E 39.1E 19.5E 6ビット 7ビット 7ビット 8ビット VAB=VDD

2.50 39.7E 19.7E 19.5E 9.8E 7ビット 8ビット 8ビット 9ビット VDD=5.0V

1.25 19.8E 9.8E 9.8E 4.9E 8ビット 9ビット 9ビット 10ビット VDD=5.0V


アプリケーション回路とテクニックデジタルポテンショメータは、アンプ回路内でオフセットとゲインをトリミングするアプリケーションに適しています。下図の回路は抵抗ラダーを使って電圧ウィンドウを作成するもので、反転アンプのオフセットを Pot1でトリミングしています。レオスタットモードでもう 1つのポテンショメータ (Pot2)を抵抗R3と共に使い、アンプのゲインを制御します。抵抗 R3に対する Pot2の段抵抗により、ゲイントリミングが微調整であるか粗調整であるかが決まります。コンデンサ C1は、オペアンプの補償と出力の発振防止の役割を果たします。この回路では、オフセットトリミングとゲイントリミングの間に相互作用はありませんが、入力信号 (VIN)には R3の抵抗値とPot2の RBW値の合計の負荷がかかっています。

下図の回路は抵抗ラダーを使って電圧ウィンドウを作成するもので、非反転アンプのオフセットを Pot1でトリミングしています。レオスタットモードでもう 1つのポテンショメータを使い、アンプのゲインを制御します。抵抗 R3に対する Pot2の段抵抗により、ゲイントリミングが微調整であるか粗調整であるかが決まります。コンデンサ C1は、オペアンプの補償と出力の発振防止の役割を果たします。この回路では、オフセットトリミングとゲイントリミングの間に相互作用があります。この相互作用を最小限に抑えるには、Pot2を抵抗 R3よりも小さくし、Pot1を R1と R2の合計よりも小さくする必要があります。ただし、入力信号 (VIN)に負荷はかかっていません。

詳細は、アプリケーションノートAN1316を参照してください。

オフセットおよびゲイントリミングを行う反転アンプ

オフセットおよびゲイントリミングを行う非反転アンプ

デジタルポテンショメータソリューション下図の回路は抵抗ラダーを使って電圧ウィンドウを作成するもので、バンドパスフィルタのオフセットを Pot1でトリミングしています。この抵抗ラダーの設定は、コンデンサ C2においても、ハイパスフィルタ周波数の設定に使われています。レオスタットモードでもう 1つのポテンショメータ (Pot2)をR3/R4と共に使い、アンプのゲインを制御します。抵抗 R3/R4に対する Pot2の段抵抗により、ゲイントリミングが微調整であるか粗調整であるかが決まります。コンデンサ C1と Pot2、R3、R4との組み合わせでローパスフィルタを設定しています。コンデンサ C1は、オペアンプの補償と出力の発振防止の役割を果たします。この回路はコンデンサ C1がないとハイパスフィルタ、コンデンサ C2がないとローパスフィルタとなります。

RCフィルタ (Potxと Cx)を組み込んだ以下の回路は、選択された周波数にフィルタをかけます。対象となる周波数は、Potのレオスタット値 (RBW)とコンデンサ値 (Cx)で決まります。2段目以降の RCフィルタは、それぞれフィルタに対するロールオフ特性を向上させるために使用します。各コンデンサ Cxは同じにし、各 Potのワイパ値は近い値にします。各ワイパ値に差を設ける事で、各 Potの RAB値とコンデンサ間のばらつきを補償します。

オフセットおよびゲイントリミングを行うバンドパスフィルタ

プログラマブルフィルタ


下の回路は、電流制限機能付きホイートストンブリッジです。ホイートストンブリッジには 4個の抵抗エレメントがあります。この例では、固定値× 2(R1と R2)、抵抗センサ (RSENSOR)× 1、レオスタット構成のデジタルポテンショメータ (抵抗センサのばらつきに対して回路を校正するため )× 1です。このセンサは温度または重量計測用です。既定値条件ではセンサは一定の値を取りますが、この値はデバイスごとに異なります。ブリッジの R1＋ RSENSORレグにおける抵抗変化を補償するには、Rheo2をブリッジの R2＋ Rheo2レグに対して変更します。この変更は、VBRG1と VBRG2の電圧がそれぞれ一定のレベルになるように行います。多くの場合、VBRG1=VBRG2となるように変更します。

ここで、センサに対する条件が変化すると、センサの抵抗が変化し、VBRG2電圧が変化します。この時の VBRG1と VBRG2の差を使って、システムの状態 (温度、重量等 )を判定します。Rheo 1をレオスタットモードで使い、電流を制限またはホイートストンブリッジを通る電流をトリミングします。

精度を上げたレオスタットの実装代表的なデジタルポテンショメータの RAB値は最大で±20%もばらつくため、RAB値が 10kΩのデバイスでは RAB値が 8～12 kΩのレンジでばらつく可能性があります。システムによっては、このようなレオスタット値のばらつきが望ましくない場合があります。このばらつきを校正して精密なレオスタットにする事はできますが、デバイスの分解能が犠牲になります。このレオスタットの動作抵抗が 0Ω～ 8 kΩとなるようにアプリケーション回路を設計すれば、(プロセス上の )全てのデジタルポテンショメータデバイスがこの要件を満たすようになります。校正時にワイパ値を制限し、レオスタット値がレオスタットの目標値 8 kΩにできるだけ近い抵抗値となるようにする必要があります。RAB値が 12 kΩの時に最悪 (最小 )のワイパ値が発生します。この場合、ワイパ値を 171にすると抵抗は8016Ωになります。その結果、分解能は約 7.4ビット、すなわち 0.58%です。ポテンショメータモードではデバイスが分圧器として動作するため、RAB値のプロセスばらつきがアプリケーション上問題とならない場合が多いです。

対数ステップ対数ステップが望ましいのは、人間の耳には音が対数的に聞こえるためです。リニアポテンショメータを使って対数ポテンショメータに近似させる事はできますが、これではわずかなステップしか取れません。8ビットポテンショメータを使うと、14の 3 dB対数ステップに加え、100% (0 dB)設定とミュート設定を実現できます。下図は、MCP44X1抵抗ネットワークの 1つを使って入力信号を減衰する場合のブロック図です。このケースは、グランド基準の減衰です。端子 Bはコモンモード電圧に接続できますが、A/B/ワイパ端子上の電圧はMCP44X1の VDD/VSS電圧制限値を超えてはなりません。

下式はデジタルポテンショメータに対する電圧 dBゲイン比の計算を示します。

詳細は、MCP444X/446Xデータシート (DS22265)のセクション 8.5を参照してください。

ホイートストンブリッジトリミング


信号減衰ブロック図 - グランド基準

dB計算式 (電圧 )


MCP402X不揮発性デジタルポテンショメータ評価用ボード (MCP402XEV)

この低コストのボードを使うと、MCP401XとMCP402Xの全機能を試す事ができます。このキットは、実装済みの PCBと未実装のPCBを各1枚同梱しています。実装済みのボードは MCP4021-103E/SNデジタルポテン

ショメータを搭載しています。これは 2.5 kΩプルアップ抵抗と 2.5 kΩプルダウン抵抗を使って「ウィンドウ設定済み」のポテンショメータとして構成されています。この PCBは 8ピンSOIC、SOT-23-6、SOT-23-5の各パッケージをサポートします。未実装の PCBでは、必要に応じて各種部品を組み合わせる事ができます。

MCP42X1評価用ボード (MCP42X1EV)MCP42XXEV評価用ボードを使うと、マイクロチップ社のMCP4261デジタルポテンショメータの動作を簡単に評価できます。このボードは TSSOP20EV汎用 PCBを使い、MCP4261用に実装されています。6ピンヘッダ (PICkitシリアル )はMCP4261上の適切なピンにジャンパ接続されていて、PICkitシリアルからMCP4261に通信できるようになっています。



MCP4XXXデジタルポテンショメータドータボード(MCP4XXXDM-DB)

このボードを使うと、MCP42XXX およびMCP402Xデジタルポテンショメータを評価できます。MCP42XXXはデュアルデジタルポテンショメータデバイスであり、シングルデジタルポテンショメータデバイス (MCP41XXX)

と同じ特性を備えています。MCP402Xは不揮発性であり、揮発性メモリタイプ (MCP401X)と同様の特性を備えています。このボードは 2個のMCP42XXXデバイスをサポートしており、抵抗ネットワークを「スタック化」し、プログラマブルなウィンドウ設定済みのデジタルポテンショメータを形成できます。また、電圧ダブラデバイス (TC1240A)も搭載し、これを使ってMCP4021のWiperLockテクノロジ機能を試す事ができます。

デモ /評価のサポートマイクロチップ社は、デジタルポテンショメータデバイスのデモと評価をサポートするボードを複数提供しています。これらのボードは以下の 2種類に分類されます。特定のデバイスをデモ /評価するための実装済みのボードブランクプリント基板 (PCB)未実装 PCBを使うと、お客様自身でデバイスと周辺回路を実装し、デバイスコンフィグレーションの性能と特性を評価できます。以下のボードは、弊社ウェブサイト (www.microchip.com/analogtools)からご購入頂けます。

名称製品番号サポートするパッケージ

ピン数デバイス /パッケージ

MCP401X評価用ボード MCP401XEV – MCP401X

MCP402X不揮発性デジタルポテンショメータ評価用ボード

MCP402XEV – MCP40X1(SOT-23)

MCP42X1評価用ボード MCP42X1EV – MCP42X1



MCP4XXXデジタルポテンショメータドータボード

MCP4XXXDM-DB – MCP42XXX(DIP),MCP40X1(SOIC)

MCP42XXPICtail™Plusドータボード

MCP42XXDM-PTPLS – MCP42XX

MCP46XXPICtailPlusドータボード

MCP46XXDM-PTPLS – MCP46XX

SOT-23-5/6電圧監視用IC評価用ボード

VSUPEV2 5,6 SOT-23

8ピンSOIC/MSOP/TSSOP/DIP評価用ボード

SOIC8EV 8 DIP,MSOP,SOIC,TSSOP

14ピンSOIC/TSSOP/DIP評価用ボード

SOIC14EV 14 DIP,SOIC,TSSOP

20ピンTSSOP/SSOP評価用ボード

TSSOP20EV 20 TSSOP,SSOP

MCP401X評価用ボード (MCP401XEV)MCP401XEV評価用ボードを使うと、マイクロチップ社の MCP40D18デジタルポテンショメータの動作を簡単に評価できます。このボードは SC70EV汎用 PCBを使い、MCP40D18用に実装されています。6ピンヘッダ (PICkitシリア

ル )はMCP40D18上の適切なピンにジャンパ接続されていて、PICkitシリアルからMCP40D18に通信できるようになっています。ユーザガイドには、PICkitシリアルでMCP40D18を制御するデモを収めています。



下記の資料は弊社ウェブサイト (www.microchip.com/appnotes)で公開しています。この他にも、役立つアプリケーションノートを取り揃えています。

AN219: 『Comparing Digital Potentiometers to Mechanical Potentiometers』

このアプリケーションノートでは、機械式ポテンショメータ (トリマポテンショメータ )とデジタルポテンショメータを比較しています。多岐にわたるアプリケーションで電子回路に抵抗ポテンショメータが使われています。抵抗ポテンショメータは主に分圧器として使い、オフセット /ゲイン調整等を行います。

AN691: 『Optimizing Digital Potentiometer Circuits to Reduce Absolute Temperature Variations』誤差を小さくし、それによりデジタルポテンショメータの性能を最適化するために必要な設計手法を用いた回路のアイデアを紹介しています。

AN692: 『Using Digital Potentiometers to Optimize a Precision Single-Supply Photo Detect Circuit』このアプリケーションノートでは、デジタルポテンショメータの調整機能を光感知回路に活用する方法を解説しています。

AN737: 『Using Digital Potentiometers to Design Low-Pass Adjustable Filters』プログラマブルな 2次ローパスフィルタを 4つのシナリオで紹介しています。最初の 3つのシナリオでは、デュアルデジタルポテンショメータと 1つのアンプを組み合わせ、プログラマブルなコーナー周波数レンジ 1:100でローパス 2次のバターワース、ベッセル、チェビシェフ応答を実現する方法を説明します。これらの設計に対するデジタルポテンショメータ設定の一例をまとめています。4番目のシナリオでは同じ回路設計を使い、3種類の近似法 (バターワース、ベッセル、チェビシェフ )をプログラマブルなコーナー周波数レンジ 1:10で共存させる方法を説明します。

AN746: 『Interfacing Microchips MCP41XXX/MCP4XXX Digital Potentiometer to a PIC® Microcontroller』MCP41XXX/MCP42XXXデジタルポテンショメータファミリと PIC16F876マイクロコントローラ間の通信を解説しています。これらのデバイスは標準的な 3線 SPI互換インターフェイスを使って通信します。このアプリケーションノートと一緒に提供しているコードには、絶対アセンブリコードと再配置可能アセンブリコードの両方が含まれ、ハードウェア SPIとファームウェア SPIの両方式の実装用に記述されています。

デジタルポテンショメータソリューションMCP42XX PICtail Plusドータボード (MCP42XXDM-PTPLS)

このドータボードでは、マイクロチップ社の MCP42XXおよび MCP41XXデジタルポテンショメータの動作をお試し頂けます。このボードは、PIC24 Explorer 16デ

モボードまたは PICkit ™シリアルアナライザと一緒に使う事を前提に設計されています。

MCP46XX PICtail Plusドータボード (MCP46XXDM-PTPLS)

このドータボードでは、マイクロチップ社の MCP45XXおよび MCP46XXデジタルポテンショメータの機能と能力をお試し頂けます。このボードはMCP46X1専用に

設計されています。MCP4661は I2Cインターフェイスを使っており、PICkitシリアルアナライザインターフェイスまたはPICtail Plusインターフェイス経由で制御できます。

SOT-23-5/6電圧監視用 IC評価用ボード (VSUPEV2)この未実装 PCBを使うと、SOT-23-5および SOT-23-6パッケージの電圧監視用 ICと電圧検出器を簡単に評価できます。この PCBは、不揮発性デジタルポテンショメータとPIC10F2xxデバイスを含む各種マイクロチップ社製デバイスの評価にもお使い頂けます。

SOIC 8ピン評価用ボード (SOIC8EV)マイクロチップ社の 8ピンデバイス (SOIC/DIP/MSOP/TSSOPパッケージ )を簡単に評価するための未実装 PCBです。各デバイスピンとも、プルアップ抵抗、プルダウン抵抗、インライン抵抗、負荷コンデンサに接続され

ています。PCBパッドにスルーホールまたは表面実装コネクタを取り付けて、ボードに簡単に接続できるようになっています。ボードには受動部品を追加でき、単純な回路を実装できます。

14ピン SOIC/TSSOP/DIP評価用ボード (SOIC14EV)この 14ピン SOIC/TSSOP/DIP評価用ボードを使うと、SOIC/DIP/TSSOPの各パッケージのマイクロチップ社製デバイスの動作を簡単に評価できます。

20ピン TSSOP/SSOP評価用ボード (TSSOP20EV)この 20ピン TSSOP/SSOP評価用ボードを使うと、20ピンパッケージ (TSSOP-20/16/14/8またはSSOP-20)のマイクロチップ社製デバイスの動作を簡単に評価できます。ボードは 6ピンヘッダ (PICkitSerial、ICSP ™等 )を備えており、これをデバイスの適切なピンに簡単にジャンパ接続する事で、デバイスと通信 (PICkitシリアル使用 )、または PICマイ

クロコントローラや EEPROMの場合にはプログラミングする(ICSP使用 )事ができます。


スタンドアロンアナログ製品とインターフェイス製品

デジタルポテンショメータソリューションAN747: 『Communicating with Daisy Chained MCP42XXX Digital Potentiometers』MCP41XXX/MCP42XXXデジタルポテンショメータファミリを使うと、同一 SPIバス上での複数デバイスをデイジーチェーン接続できます。一組の3線データバス (CS/CLK/DATA)を使い、各デバイスの SOピンを次のデバイスの SIピンに接続する事で、複数のデバイスと通信できます。このアプリケーションノートでは、デイジーチェーン接続された 8個のデバイスと通信するためのソースコードを例に挙げ、詳しく説明しています。

AN757: 『Interfacing Microchips MCP41XXX/MCP4XXX Digital Potentiometer to the Motorola 68HC12 Microcontroller』MCP41XXX/MCP42XXXデジタルポテンショメータファミリとMotorola社製 68HC12マイクロコントローラファミリ間の通信を解説しています。これらのデバイスは標準的な 3線 SPI互換インターフェイスを使って通信します。このアプリケーションノートでは、MC68HC912B32評価用ボードを使いました。

AN1080: 『Understanding Digital Potentiometer Resistance Variations』このアプリケーションノートではプロセス、電圧、温度が抵抗ネットワークの特性にどのように影響するか、仕様、システム性能を向上させるテクニックを説明しています。

AN1316: 『Using Digital Potentiometers for Programmable Amplifier Gain』このアプリケーションノートでは、オペアンプとデジタルポテンショメータを使ったプログラマブルゲイン回路の実装について説明しています。また、デジタルポテンショメータ式抵抗ネットワークに関する実装についても詳しく説明しています。これらの詳細を理解し、アプリケーションへの影響を把握する事が重要です。

熱管理

温度センサ

ファン速度コントローラ /ファン故障検出器

オペアンプ

プログラマブルゲインアンプ

コンパレータ

LDOおよびスイッチングレギュレータ

チャージポンプ DC/DCコンバータ

パワーMOSFETドライバ

PWMコントローラ

システムスーパバイザ

電圧検出器

電圧リファレンス

リチウムイオン /リチウムポリマバッテリ充電器

ADCファミリ

デジタルポテンショメータ

DAC

V/FおよびF/Vコンバータ

電力計測 IC

CAN周辺モジュール

赤外線周辺モジュール

LINトランシーバ

シリアルペリフェラル

Ethernetコントローラ

USB周辺モジュールステッピング /DC

3相ブラシレス DCファンコントローラ

光電式煙検出器

イオン式煙検出器

イオン式煙検出用フロントエンド

圧電ホーンドライバ

モータドライブ

リニア

安全 &セキュリティ

電源管理ミクストシグナルインターフェイス

ここに記載した情報は、予告なく変更する場合があります。マイクロチップ社の名称とMicrochipロゴ、PICは、米国におけるマイクロチップ・テクノロジー社の登録商標です。ICSP、PICkit、PICtail、WiperLockは、米国におけるマイクロチップ・テクノロジー社の商標です。その他、本書に記載されている商標は各社に帰属します。©2011MicrochipTechnologyInc.AllRightsReserved.8/11DS22017C_JP

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アジア/太平洋オーストラリア - シドニー Tel:61-2-9868-6733中国 - 北京 Tel:86-10-8528-2100中国 - 成都 Tel:86-28-8665-5511中国 - 重慶 Tel:86-23-8980-9588中国 - 杭州 Tel:86-571-2819-3180中国 - 香港SAR Tel:852-2401-1200中国 - 南京 Tel:86-25-8473-2460中国 - 青島 Tel:86-532-8502-7355中国 - 上海 Tel:86-21-5407-5533中国 - 瀋陽 Tel:86-24-2334-2829中国 - 深圳 Tel:86-755-8203-2660中国 - 武漢 Tel:86-27-5980-5300中国 - 厦門 Tel:86-592-2388138中国 - 西安 Tel:86-29-8833-7252中国 - 珠海 Tel:86-756-3210040

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デジタル ポテンショメータ設計ガイド - microchip...

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