MAX1455_技术文档

19-2088; Rev 1; 10/01

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

概要___________________________________ 特長 _______________________________

M AX1455は、抵抗素子センサ用の高集積化された

自動車用アナログセンサ信号プロセッサです。M AX1455

は、全体的性能をセンサ本来の再現性へ近づけることを

可能にする増幅、キャリブレーション、及び温度補償を

提供します。完全アナログ信号経路は、内蔵16ビット

D/Aコンバータ(DAC)を使ってディジタルトリミングを

可能にする一方、出力信号における量子化ノイズを許容

しません。また、オフセット及びスパンも16ビットDAC

を使ってキャリブレーションされるのでセンサ製品が

真に交換可能となります。

◆ 増幅、キャリブレーション、及び温度補償を提供

◆ 選択可能な出力クリッピングリミット

◆ 5m V/Vから40m V/Vまでのセンサ出力感度に対応

◆ 単一ピンディジタルプログラミング

◆ 外付けトリム部品不要

◆ 16ビットオフセット及び

スパンキャリブレーション分解能

◆ 完全アナログ信号経路

M AX1455アーキテクチャには、プログラマブルな

センサ励磁、16ステッププログラマブル利得アンプ

(PGA)、768バイト(6144ビット)内部EEPROM 、4つ

の16ビットDAC、汎用オペアンプ、及び内蔵温度センサ

が含まれています。オフセット及びスパン補償の他に、

M AX1455は試験費用を最小限に抑える一方、優れた

フレキシビリティを提供するために開発された、独自の

温度補償方式を提供します。

◆ PRTブリッジを温度補正入力に使用可能

◆ 内蔵ルックアップ表でマルチポイント

キャリブレーション温度補正をサポート

◆ 高速3.2kHz周波数応答

◆ 内蔵汎用オペアンプ

◆ Secure-Lock^TMによるデータ破損防止

M AX1455は、ダイ形式、16ピンSSO P及びTSSO P

パッケージで提供されています。

カスタム化__________________________

型番 _______________________________

マキシム社は大量生産アプリケーション用にM AX1455

をカスタム化できます。2000以上のセンサ特定機能

ブロックからなる当社の専用セルライブラリを使って、

改良型M AX1455のソリューションを迅速に提供する

ことが可能です。詳細に関してはマキシム社までご連絡

ください。

PART

TEMP. RANGE

-40°C to +85°C

-40°C to +125°C

-40°C to +85°C

-40°C to +125°C

-40°C to +85°C

PIN-PACKAGE

16 TSSOP

16 SSOP

MAX1455EUE*

MAX1455AUE*

MAX1455EAE

MAX1455AAE

MAX1455C/D

16 SSOP

Dice**

アプリケーション_____________________

*Future product—contact factory for availability.

**Dice are tested at T = +25°C, DC parameters only.

A

圧力センサ及びトランスデューサ

ピエゾ抵抗シリコンセンサ

歪みゲージ

ピン配置____________________________

抵抗素子センサ

TOP VIEW

加速度計

TEST1

OUT

INP

1

2

3

4

5

6

7

8

16 TEST2

15 TEST3

14 TEST4

13 DIO

湿度センサ

M R及びGM Rセンサ

出力 _______________________________

BDR

INM

MAX1455

レシオメトリック電圧出力

12 UNLOCK

プログラマブル出力クリップリミット

V

SS

11

10 AMP-

AMPOUT

V

DD2

V

DD1

詳細なファンクションダイアグラムはデータシートの最後に

あります。

AMP+

9

SSOP/TSSOP

Secure-LockはM axim Integrated Products, Inc.の商標です。

________________________________________________________________ Maxim Integrated Products

1

本データシートに記載された内容は、英語によるマキシム社の公式なデータシートを翻訳したものです。翻訳により生じる相違及び誤りに

ついての責任は負いかねます。正確な内容の把握にはマキシム社の英語のデータシートをご参照下さい。

無料サンプル及び最新版データシートの入手にはマキシム社のホームページをご利用下さい。w w w .m axim -ic.com

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

Supply Voltage, V

to V .......................................-0.3V, +6V

Operating Temperature Ranges (T

to T

)

DD_

SS

MIN

MAX

V

- V

..............................................................-0.3V, +0.6V

MAX1455EUE ..................................................-40°C to +85°C

MAX1455AUE ................................................-40°C to +125°C

MAX1455C/D ...................................................-40°C to +85°C

MAX1455EAE ..................................................-40°C to +85°C

MAX1455AAE ................................................-40°C to +125°C

Storage Temperature Range .............................-65°C to +150°C

Lead Temperature (soldering, 10s) ................................ +300°C

DD1

DD2

All Other Pins ..................................(V - 0.3V) to (V

Short-Circuit Duration, OUT, BDR, AMPOUT.............Continuous

Continuous Power Dissipation (T = +70°C)

+ 0.3V)

SS

DD_

A

16-Pin SSOP (derate 8.00mW/°C above +70°C) .........640mW

Stresses beyond those listed under “Absolute Maximum Ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional

operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to

absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.

ELECTRICAL CHARACTERISTICS

(V = +5V, V = 0, T = +25°C, unless otherwise noted.)

DD

SS

A

PARAMETER

SYMBOL

CONDITIONS

MIN

4.5

TYP

MAX

UNITS

GENERAL CHARACTERISTICS

Supply Voltage

V

DD

5.0

3.0

1

5.5

6.0

V

Supply Current

I

DD

I

+ I (Note 1)

DD2

mA

MHz

DD1

Oscillator Frequency

f

0.85

1.15

OSC

ANALOG INPUT

Input Impedance

R

1

MΩ

IN

Input-Referred Adjustable Offset

Range

Offset TC = 0 (Note 2), minimum gain

= T to T

±150

mV

Input-Referred Offset Tempco

Amplifier Gain Nonlinearity

T

A

±1

µV/°C

MIN

MAX

0.025

%

Specified for common-mode voltages

between V and V

Common-Mode Rejection Ratio

CMRR

90

7

dB

SS

DD

Minimum Input-Referred FSO

Range

(Note 3)

mV/V

Maximum Input-Referred FSO

Range

40

ANALOG OUTPUT

Minimum Differential Signal-

Gain Range

PGA [3:0] = 0000

PGA [3:0] = 1111

39

V/V

Maximum Differential Signal-

Gain Range

234

Low

High

Low

High

Low

High

Low

High

0.10

4.90

0.15

4.85

0.20

4.80

0.25

4.75

Clip[1:0] = 00

Clip[1:0] = 01

Clip[1:0] = 10

Clip[1:0] = 11

No load,

Output Clip Voltage Settings

V

OUT

V

T

= T

to T

A

MIN MAX

V

= +0.5V to +4.5V, T = T

to T

,

OUT

A

MIN

MAX

Load Current Source

1

mA

Clip[1:0] = 00

2

_______________________________________________________________________________________

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued)

(V = +5V, V = 0, T = +25°C, unless otherwise noted.)

DD

SS

A

PARAMETER

SYMBOL

CONDITIONS

= +0.5V to +4.5V, T = T

Clip[1:0] = 00

MIN

TYP

MAX

UNITS

V

OUT

to T

,

A

MIN

MAX

Load Current Sink

2

mA

DC Output Impedance

Offset DAC Output Ratio

Offset TC DAC Output Ratio

Step Response

1

Ω

∆V

/∆ODAC

1.0

300

V/V

µs

OUT

∆V

/∆OTCDAC

OUT

0% to 63% of final value

Output Capacitive Load

1000

nF

DC to 1kHz (gain = minimum, source

impedance = 5kΩ)

Output Noise

2.5

mV

RMS

BRIDGE DRIVE

Bridge Current

I

V

≤ 3.75V

0.1

0.5

12

2

mA

mA/mA

Hex

BDR

Current Mirror Ratio

Minimum FSODAC Code

Recommended minimum value

4000

DIGITAL-TO-ANALOG CONVERTERS

DAC Resolution

16

Bits

∆V

/ ∆CODE, DAC reference = V

=

OUT

DD

ODAC Bit Weight

153

µV/Bit

+5.0V (Note 4)

∆V / ∆CODE, DAC reference = V

OUT

BDR

OTCDAC Bit Weight

FSODAC Bit Weight

FSOTCDAC Bit Weight

76

153

76

µV/Bit

2.5V (Note 4)

∆V / ∆CODE, DAC reference = V

OUT

DD

+5.0V (Note 4)

∆V / ∆CODE, DAC reference = V

OUT

BDR

2.5V (Note 4)

COARSE-OFFSET DAC

IRODAC Resolution

Excluding sign bit

3

9

Bits

∆V

/∆CODE, input referred,

OUT

IRODAC Bit Weight

mV/Bit

DAC reference = V = +5.0V (Note 4)

DD

INTERNAL RESISTORS

Current-Source Reference

R

75

kΩ

ISRC

Full-Span Output (FSO) Trim

Resistor

∆R

STC

Resistor Temperature Coefficient

Minimum Resistance Value

Maximum Resistance Value

Resistor Matching

Applies to R

and ∆R

1333

60

ppm/°C

kΩ

ISRC

STC

90

kΩ

R

to ∆R

1

%

ISRC

AUXILIARY OP AMP

Open-Loop Gain

90

dB

V

Input Common-Mode Range

V

CM

V

SS

V

DD

V

0.01

+

V

0.01

-

SS

DD

Output Swing

No load, T = T

to T

V

A

MIN

MAX

_______________________________________________________________________________________

3

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued)

(V = +5V, V = 0, T = +25°C, unless otherwise noted.)

DD

SS

A

PARAMETER

SYMBOL

CONDITIONS

= (V + 0.25) to (V - 0.25)

MIN

TYP

MAX

UNITS

mA

Output Current Drive

V

OUT

-1

+1

SS

DD

Common-Mode Rejection Ratio

CMRR

V

CM

= V to V

DD

70

dB

SS

T

= +25°C

±1

±20

±25

A

V

= 2.5V unity-gain

IN

Input Offset Voltage

V

OS

mV

buffer (Note 5)

T

A

= T to T

MIN MAX

Unity-Gain Bandwidth

2

MHz

TEMPERATURE-TO-DIGITAL CONVERTER

Temperature ADC Resolution

Offset

8

±3

Bits

Gain

1.45

±1

°C/Bit

LSB

Hex

Nonlinearity

Lowest Digital Output

Highest Digital Output

EEPROM

00

AF

Maximum Erase/Write Cycles

Erase Time

(Notes 6, 7)

(Note 8)

10k

Cycles

ms

7.1

Note 1: Excludes sensor or load current.

Note 2: This is the maximum allowable sensor offset.

Note 3: This is the sensor’s sensitivity normalized to its drive voltage, assuming a desired full-span output of 4V and a bridge voltage of 2.5V.

Note 4: Bit weight is ratiometric to V

.

DD

Note 5: All units production tested at T = +25°C. Limits over temperature are guaranteed by design.

A

Note 6: Programming of the EEPROM at temperatures below +70°C is recommended.

Note 7: For operation above +70°C, limit erase/write cycle to 100.

Note 8: All erase commands require 7.1ms minimum time.

標準動作特性 _______________________________________________________________

(V

DD_

= +5V, V = 0, T = +25°C, unless otherwise noted.)

SS A

OFFSET DAC DNL

OUTPUT NOISE

AMPLIFIER GAIN NONLINEARITY

2.5

2.0

5.0

2.5

0

INP - INM SHORTED TOGETHER

PGA = 0HEX

ODAC = +6000HEX

OTCDAC = 0

FSODAC = 6000HEX

FSOTCDAC = 8000HEX

IRO = 2HEX

1.5

1.0

PGA = 0

0.5

OUT

10mV/div

0

-0.5

-1.0

-1.5

-2.0

-2.5

-5.0

0

10k 20k 30k 40k 50k 60k 70k

DAC CODE

400µs/div

-50

-30

-10

10

30

50

INPUT VOLTAGE [INP - INM] (mV)

4

_______________________________________________________________________________________

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

端子説明___________________________________________________________________

端PIN子

N名AM称E

FUN機CT能ION

TEST1,

TEST3,

TEST2

テスト用端子。V に接続するか、または接続しないでください。

1, 15, 16

Test Pins. Connect to V or leave unconnected.

SS

Analog Output. Internal voltage nodes can be accessed in digital mode. OUT can be parallel

アナログ出力。内部電圧ノードはディジタルモードでアクセス可能です。OUTはDIOに並列接続可能

です。出力ノイズを減少させるため0.1µFコンデンサを使ってOUTをグラウンドへバイパスします。

connected to DIO. Bypass OUT to ground with a 0.1µF capacitor to reduce output noise.

2

OUT

ポジティブ入力。コンフィギュレーションレジスタによってINM へスワップ可能です。

3

4

INP

BDR

INM

Positive Input. Can be swapped to INM by the Configuration register.

ブBrリidgッeジDドrivラe Oイuブtp出ut力。

ネガティブ入力。コンフィギュレーションレジスタによってINPへスワップ可能です。

Negative Input. Can be swapped to INP by the Configuration register.

5

6

V

SS

負Neのga電ti源ve電Su圧p。ply Voltage

正の電源電圧1。0.1µFコンデンサをV からV へ接続してください。

Positive Supply Voltage 1. Connect a 0.1µF capacitor from V to V

7

V

DD1

.

SS

DD

SS

DD

補助オペアンプのポジティブ入力。

Auxiliary Op Amp Positive Input

8

AMP+

9

AMPOUT

AMP-

補Au助xiオliaペryアOpンAプmのp 出Ou力tp。ut

10

Auxiliary Op Amp Negative Input

補助オペアンプのネガティブ入力。

Positive Supply Voltage 2. Connect a 0.47µF capacitor from V

to V . Connect V

to V

or

電源電圧2。0.47µFコンデンサをV からV へ接続してくだDDさ2 い。SVS

をV へDD接2続すDるDか1 、

DD2

SS

DD2

DD1

11

12

V

DD2

for improved noise performance, connect a 1kΩ resistor to V

.

またはノイズ性能改善のため1kΩ抵抗をV へ接続してください。

DD1

Secure-Lock Disable. There is a 150µA pulldown to V . Connect to V to disable Secure-Lock

セキュアロックディセーブル。V に対する150µAのプルダウンがあります。

SS

DD

SS

UNLOCK

セキュアロックをディセーブルにしシリアル通信を可能にするためにV へ接続してください。

and enable serial communication.

DD

デDiィgitジalタInルpu入t O出u力tpu用t.単Siピngンleシ-pリin アseルria通l c信omポmーuトnic。atDioInOp上oにrt.内Th部erプe ルareアnッoプintなerしna。l pullups on DIO.

13

14

DIO

ディジタルモードにして、プルアップ抵抗をDIOからV に接続してください。

Connect pullup resistor from DIO to V when in digital mode.

DD

TEST4

テTeスstトPi用n.端Do子n。ot接co続nしneなct.いでください。

ロケーションを設定すると、‐40℃から+125℃の温度

範囲内で、1.5℃刻みで性能を補正します。特徴のある

温度性能を呈するセンサについては、温度曲線を定義

する予め設定された値とともに選択されたいくつかの

キャリブレーションポイントを使うことが可能です。

センサ及びM AX1455はキャリブレーション中と使用中

の温度が同一でなければなりません。これによって、

エレクトロニクスとセンサの誤差が一緒に補償され、

性能が最適化されます。センサとエレクトロニクスが

異なる温度のアプリケーションについては、M AX1455は

センサブリッジを温度誤差補正の入力として使用でき

ます。

詳細 _______________________________

M AX1455は、全体的性能をセンサ本来の再現性へ

近づけることを可能にする増幅、キャリブレーション、

及び温度補償を提供します。完全アナログ信号経路は、

内蔵16ビットDAC を使ってディジタルトリミングを

可能にする一方、出力信号における量子化ノイズを許容

しません。M AX1455には、0.1V/4.9Vから0.25Ｖ/

4.75Ｖまでのディスクリート50m Vステップによる、

選択可能なハイ/ロークリッピング限界設定が含まれて

います。オフセット及びスパンは、+0.02% 内のスパン

でキャリブレーションが可能です。

M AX1455アーキテクチャには、設定可能なセンサ励磁、

16ステッププログラマブル利得アンプ(PG A)、768

バイト(6144ビット)内蔵EEPROM 、4つの16ビット

DAC、汎用オペアンプ、及び内蔵温度センサが含まれて

います。オフセット及びスパン補償の他に、M AX1455

は試験費用を最小限に抑える一方、優れたフレキシビリ

ティを提供するために開発された、独自の温度補償方式

を提供します。

単一ピンのシリアルDIO通信アーキテクチャ、及びセンサ

出力信号と活動をタイムシェアする機能は、OUTとDIO

を並列接続することにより単一ラインで出力センシング

及びキャリブレーションプログラミングを可能にします。

M AX1455は、センサがキャリブレーションされた後、

センサ係数及び5 2バイトユーザ定義可能EEPRO M

データは修正できないようにセキュアロック機能を装備

しています。また、セキュアロック機能はUNLOCKピン

でロジックハイにアサートすることにより、工場での

再加工及び再キャリブレーションを可能にするハード

ウェアオーバーライドを提供しています。

センサを補償するために1から114の温度点を選択でき

ます。これによって、センサ補償の許容範囲がシンプルな

1次線形補正、または異常な温度曲線にもマッチ可能に

なります。最高114の独立した16ビットEEPRO M

_______________________________________________________________________________________

5

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

M AX1455により、1つの試験ステーションで完全な

キャリブレーション及びセンサ検証を実行することが

可能になります。一旦キャリブレーション係数がASICに

保存されると、通常のQA検査の一部として性能を検証

するため、又は個別センサに関する最終試験データを

生成するために、再試験をすることも可能です。更に

マキシム社は製品化の時間短縮のためパイロット生産

試験システムを開発しました。M AX1455のエンジニア

リング試験評価、及びパイロット生産は、社内の試験

機能を開発するコストと時間を使うことなく実行でき

ます。追加情報についてはマキシム社までご連絡くだ

さい。

BIAS

GENERATOR

TEST 1

TEST 2

TEST 3

TEST 4

IRO

DAC

MAX1455

OSCILLATOR

CLIP-TOP

INP

PGA

OUT

∑

INM

CLIP-BOT

CURRENT

SOURCE

ANAMUX

BDR

TEMP

SENSOR

176-POINT

TEMPERATURE-

INDEXED

周波数応答は、汎用のオペアンプ及びシンプルな受動

素子を使うことによって、ユーザが帯域幅3.2kHz未満

の値に調整することができます。

FSO

COEFFICIENTS

8-BIT A/D

176-POINT

TEMPERATURE-

INDEXED

OFFSET

COEFFICIENTS

416 BITS FOR

USER DATA

CONFIG REG

M AX1455(図1)は、センサ信号用のアナログ増幅経路を

提供します。これは非直線性温度補正用にディジタル

制御されるアナログ経路を使います。PRTアプリケー

ションには、一次温度補正のためにアナログアーキテク

チャを利用できます。PGAのオフセット及び利得を変え、

又、センサブリッジ励磁電流又は電圧を変えることに

よってキャリブレーション及び補正が可能です。PGAは、

約3µV分解能(16ビット)で+150m V以上の入力換算オフ

セットトリミング範囲のスイッチトコンデンサCM OS

テクノロジーを利用しています。PGAは16ステップで

39V/Vから234V/Vまでの利得値を提供します。

V

DD1

V

DD2

DIO

AMP-

CONTROL

AMPOUT

UNLOCK

6144-BIT

EEPROM

V

SS

AMP+

図1. ファンクションダイアグラム

結果値は、オフセットDAC レジスタへ移行されます。

結果的に生じた値は、PG A出力のサミングジャンク

ションに入力され、+76µV(+0.0019% FSO)の分解能

でセンサオフセットを補償します。オフセットTCDACが

ゼロに設定されている場合、最大温度誤差はセンサの

温度ドリフトの1℃に相当し、オフセットDACが1.5℃毎

にセンサを補正したとみなされます。温度指標境界は

規定された絶対最大定格外にあります。最小指標値は

近似-69℃に対応する00hexです。最大指標値はAFhex

で、ルックアップ表最高のエントリです。近似+184℃

以上の全温度がルックアップ表最高の指数値を出力し

ます。指標循環誤差は発生しません。

M A X 1 4 5 5 は、ユーザが内部7 6 8 x8のE E P R O M

(6144ビット)に保存したキャリブレーション係数の

16ビットDACを４つ使用します。このメモリには、16

ビット幅のワードで以下の情報が含まれています：

• コンフィギュレーションレジスタ

• オフセットキャリブレーション係数表

• オフセット温度係数レジスタ

• FSOキャリブレーション係数表

• FSO温度補正レジスタ

FSO 補正

• 顧客の製造データ(例えば、シリアル番号と日付)の

2つの機能ブロックはFSO 利得キャリブレーションを

制御します。まず、粗の利得がPGA利得をディジタルで

選択することによって設定されます。次に、FSODACが

センサブリッジ電流または電圧を、EEPRO M のFSO

ルックアップ表に対する温度指数対照値から得たディ

ジタル入力を使って設定します。FSO補正は、176の

16ビットエントリで温度指数のルックアップ表を通して

行われます。内蔵温度センサは、‐40℃から+125℃の

範囲で約1.5℃毎に１つの16ビット値に近似する指標

分解能を使って、表からのユニークなFSOトリムを提供

します。温度指標境界は、規定される絶対最大定格外

プログラミング用に未使用の52バイト(416ビット）

オフセット補正

初期オフセット補正は、信号利得アンプの入力段で粗

オフセット設定によって行われます。最終オフセット

補正は、176の16ビットエントリで温度指数ルック

アップ表を使用して行われます。内蔵温度センサは表

から、‐40℃から+125℃の範囲で約1.5℃の指標付け

分解能のユニークな16ビットオフセットトリム値を

提供します。内蔵温度センサはミリ秒単位でEEPROM

のオフセットルックアップ表へインデックスを提供し、

6

_______________________________________________________________________________________

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

にあります。最小指標値は00hexで、近似-69℃に対応

します。この値以下のすべての温度は、指数00hexで

係数値を出力します。最大指標値はAFhexで、ルック

アップ表最高のエントリです。近似+184℃以上の

全温度は、ルックアップ表最高指数値を出力します。

指標循環誤差は発生しません。

標準レシオメトリック動作回路___________

レシオメトリック出力設定は電源電圧に比例する出力を

提供します。この出力は電源電圧から独立したディジ

タル値を出すためにレシオメトリックADCへの適用が

可能になります。レシオメトリック性はバッテリ動作の

装置、自動車、及び一部の産業アプリケーションに

おいて重要な要素です。

線形及び非線形温度補償

M AX1455は少ない外付け部品点数で(図2)、高性能の

レシオメトリック出力を提供します。外付け部品には

以下のものが含まれます：

16ビットキャリブレーション係数をオフセットTC及び

FSOTCレジスタへ書き込むことによって、一次温度誤差

が補償されます。ピエゾ抵抗センサは、センサの温度

係数抵抗(TCR)による温度依存性ブリッジ電圧の結果

生じた電流源によって電力供給されています。オフ

セットTCDAC及びFSOTCDACのリファレンス入力は、

ブリッジ電圧に接続されています。DAC 出力電圧は、

温度変化にともなうブリッジ電圧をトラッキングし、

オフセットTC 及びFSO TC ディジタルコード及び温度

依存性のブリッジ電圧を一部変化させることにより、

一次温度誤差を補償します。

• 電源バイパスコンデンサ１つ

• オプションの出力EM I抑制コンデンサ１つ

標準非レシオメトリック動作回路

(5.5VDC＜VPW R＜28VDC)___________

非レシオメトリック出力設定は、センサ電力が広範囲に

変化することを可能にします。M AX1615のような低

ドロップアウト電圧レギュレータが安定電圧供給と

M AX1455のためのリファレンス電圧を提供する回路に

組み込まれます。標準的な例が図3に示されています。

非レシオメトリック動作は、広範囲の入力電圧が期待

され、システムA/Dまたはリードアウトデバイスがレシ

オメトリック動作を可能にしない場合に役に立ちます。

FSO温度補償用の内部フィードバック抵抗(R_ISRC及び

R

_STC)は、75kΩに設定されています。

必要なオフセットTC 及びFSO TC 補償係数を計算する

ために、2つの試験温度が必要です。それぞれの温度で

最低2回測定をした後、キャリブレーションソフトウェア

(ホストコンピュータ内)が補正係数を計算して内部

EEPROM に書込みます。

内部キャリブレーションレジスタ

M AX1455にはEEPROM からロードされるか、または

シリアルディジタルインタフェースからロードされる

16ビット内部キャリブレーションレジスタ(ICR)が5つ

あります。

0000 hexからFFFF hex範囲の係数及び+5Vリファ

レンス参照電圧で、各DACの分解能は76µVです。DAC

のうち２つ(オフセットTC及びFSOTC)はセンサブリッジ

電圧をリファレンス電圧として利用します。センサ

ブリッジ電圧はおよそ+2.5Vに設定されているので、

FSOTC及びオフセットTCは33µV以下のステップサイズ

を呈します。

3つの異なる状況下でデータをICRへロードすることが

できます。

通常動作、パワーオン初期化シーケンス：

高精度のアプリケーション(誤差0.25% 以下)に関しては、

一次オフセットTC及びFSOTCはオフセットTC及び

FSOTCDAC、又ルックアップ表の残留高次項によって

補償されるべきです。オフセット及びFSO補償DACは、

温度が係数ルックアップ表によってアドレスポインタを

示す時、およそ1.5℃の温度変化についてユニークな

補償値を提供します。オフセットの変更はFSOに影響を

与えません、しかしながら、FSOの変更はブリッジの

性質からオフセットに影響します。温度はM AX1455

ダイとブリッジセンサの両方で測定されます。ブリッジ

センサ温度を使って一次温度誤差を補償することが推薦

されます。

• M AX1455はキャリブレーションが済み、セキュア

ロックバイトが設定(CL[7:0]=FFhex)され、UNLOCK

がローの状態です。

• デバイスに電源が投入されます。

• パワーオンリセット(POR)機能が完了しています。

• レジスタC O N FIG、OTCDAC、及びFSOTCDACが

EEPROM から再生されています。

• レジスタのODAC及びFSODACが温度指標付けされた

EEPROM ロケーションから再生されています。

_______________________________________________________________________________________

7

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

+5V V

DD

7

V

DD1

4

3

11

2

BDR

INP

V

DD2

OUT

MAX1455

5

SENSOR

INM

0.1µF

V

SS

6

GND

図2. 基本的なレシオメトリック出力構成

1

VPWR

IN

MAX1615

+5.5V TO +28V

5

SHDN

3

OUT

4

5/3

GND

2

7

1kΩ

V

DD1

4

5

11

V

BDR

INM

DD2

OUT

2

OUT

MAX1455

3

SENSOR

INP

0.1µF

0.47µF

V

SS

6

GND

図3. 基本的な非レシオメトリック出力構成

通常動作、連続的リフレッシュ：

キャリブレーション動作、シリアル通信によって更新

されたレジスタ：

• M AX1455はキャリブレーションが済み、セキュア

ロックバイトが設定(CL[7:0]=FFhex)され、UNLOCK

はローの状態です。

• M AX1455はセキュアロックバイト設定(CL[7:0]=

00hex)されていないか、またはUNLOCKがハイの

状態です。

• デバイスに電源が投入されます。

• POR機能が完了しています。

• デバイスに電源が投入されます。

• POR機能が完了しました。

• 温度指数タイマが1m sのタイムピリオドに到達して

• レジスタは、シリアルコマンドの使用によって、シリ

アルディジタルインタフェースからロード可能です。

シリアルI/O及びコマンドの事項を参照してください。

います。

• レジスタのCONFIG、OTCDAC、及びFSOTCDACが

EEPROM から再生されています。

• レジスタのODAC及びFSODACが温度指標付けされた

内部EEPRO M

EEPROM ロケーションから再生されています。

内部EEPROM は768 x8ビットメモリーとして構成されて

います。それは、1ページにつき64バイトで12ページ

8

_______________________________________________________________________________________

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

に分割されています。各ページは個別に消去可能です。

メモリストラクチャは表1に示されるように配置されて

います。また、ODAC及びFSODACのルックアップ表は

各温度指数ポインタと共に示されています。FSODAC表

が200hexから2FFhexまでと、1A0hexから1FFhex

までの2つの部分に分割されている一方、O D AC 表は

アドレス000hexからアドレス15Fhexまでの連続的して

いることに留意してください。汎用ユーザバイトを例外

として、すべての値は、隣接する２つのバイトロケー

ション(ハイバイト及びローバイト)により形成される

16ビット幅のワードです。

M AX1455ディジタルモード

DIOにより提供される単ピンシリアルインタフェースは、

M AX1455の制御機能とメモリにアクセスします。この

ピンへのすべてのコマンド入力は、インタフェースレジ

スタセット(IRS)を形成する、16のレジスタセットに

流入します。コマンドプロセッシングの追加レベルは、

IRSから入力される制御ロジックによって提供されます。

双方向性16ビットラッチは、16ビットキャリブレー

ションレジスタから､又レジスタへのへのデータ、並び

に内部(8ビット幅)EEPROM ロケーションをバッファし

ます。図５には、様々なシリアルコマンドとM AX1455

内部アーキテクチャ間の関係が示されています。

M AX1455は、センサオフセット、内部キャリブレー

ションレジスタをロードすることによってFSO、及び

温度誤差を補償します。これらの補償値は、キャリブレー

ション中シリアルディジタルインタフェースを通じて

レジスタに直接ロードされるか、またはパワーオン時に

EEPROM から自動的にロードされることが可能です。

この方法で、キャリブレーション及び試験中にデバイスを

試験し構成することが可能で、内部EEPROM に適切な

補償値を保存することが可能です。デバイスは、EEPROM

からレジスタを自動ロードし、パワーアップの度に更に

構成する必要なく使用準備完了となります。EEPROM は、

それぞれの16ビットレジスタが2つの8ビット量として

保存されるように、8ビット幅列として構成されています。

コンフィギュレーションレジスタ、FSOTCDAC、及び

OTCDACレジスタは、EEPROM の予め割り当てられた

ロケーションからロードされます。表2は、EEPROM の

ODAC及びFSODACルックアップ表メモリマップです。

コミュニケーションプロトコル

D IOシリアルインタフェースは、M AX1455とホスト

キャリブレーション試験システムまたはホストコン

ピュータ間の非同期シリアルデータ通信に使われます。

M AX1455は、ホストコンピュータが初期化シーケンスを

伝送する際、ホストコンピュータのボーレートを自動的に

検出します。4800及び38400間のボーレートは、

検出可能かつ使用可能です。データフォーマットは常に

1スタートビット、8データビット、及び1ストップビット

です。8データビットは最初LSB最後M SBが送信され

ます。M AX1455がディジタルモードの間、DIOピン上の

ロジック1を維持するために弱いプルアップ抵抗を使用

できます。これは、通信スタートビットと解釈される、

意図されたものではないピン上の1から0への変位を防ぐ

ためです。セキュアロックバイトがディセーブルされる

時(つまりCL[7:0]=00hex)またはUNLOCKがハイに維持

されている場合のみ通信が可能です。表8に制御ロケー

ションが示されています。

ODAC及びFSODACは、温度関数であるインデックス

ポインタを使ってEEPROM ルックアップ表からロード

されます。ADCは、1m s毎に内蔵温度センサを8ビット値

に変換します。ディジタル化された値はその後Tem p-

Indexレジスタに伝達されます。表3にレジスタが一覧

されています。

初期化シーケンス

パワーアップ後、または再初期化コマンド受信に続いて

M A X 1 4 5 5 に送られる最初のコマンドバイトは、

M AX1455が通信ボーレートを学習するために使用され

ます。初期化シーケンスは以下のような01 hexの1バイト

送信です。

tem p-indexの標準伝達関数は以下のとおりです：

temp-index = 0.69 ◆ 温度(°C) + 47.58

この場合、temp-indexが8ビットの整数値にトランケート

されています。Tem p-Indexレジスタの標準値表4に

示されています。

1

0

1

1 1 1

0

上記に太文字で示されるスタートビットが、ボーレート

同期化を開始します。8データビットの01 hex(最初に

LSB)がこれに続き、上記に太文字で示されるように、

その後がストップビットです。M AX1455は、内部発振器

の期間の倍数として1ビット送信用の時間間隔を計算する

ために、このシーケンスを使います。その後、結果生じた

発振器クロックサイクル数は、8ビット数(BITCLK)と

して内部的に保存されます。デバイスの電源電圧は、

初期化シーケンスが送信される前少なくとも1m s間安定

していなければならないことに留意してください。これ

により、PO R機能が完了され、セキュアロックバイト

またはUNLOCKによってD IOを設定する時間が可能に

なります。

EEPROM は1バイト幅で、EEPROM からロードされる

レジスタが16ビット幅であることに留意してください。

従って、各インデックス値はEEPRO M の2バイトを

示しています。

マキシム社は、発振器周波数及びセキュアロックバイトを

例外として、すべてのEEPROM ロケーションをFFhexに

プログラムしています。OSC[2:0]はコンフィギュレー

ションレジスタの中にあります(表5)。これらのビットは、

出荷時設定値に維持されるべきです。セキュアロック

バイト(CL[7:0]=00hex)の00hexをプログラムする

ことにより、D IOをキャリブレーション及び試験用の

非同期シリアル入力として設定します。

_______________________________________________________________________________________

9

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

表1. EEPRO M メモリアドレスマップ

LOW-BYTE

ADDRESS (hex)

HIGH-BYTE

ADDRESS (hex)

TEMP-INDEX[7:0]

(hex)

PAGE

CONTENTS

000

03E

040

07E

080

0BE

0C0

0FE

100

13E

140

15E

160

162

164

166

168

16A

16C

17E

180

19E

1A0

1BE

1C0

1FE

200

23E

240

27E

280

2BE

2C0

2FE

001

03F

041

07F

081

0BF

0C1

0FF

101

13F

141

15F

161

163

165

167

169

16B

16D

17F

181

19F

1A1

1BF

1C1

1FF

201

23F

241

27F

281

2BF

2C1

2FF

00

1F

0

1

2

3

4

20

3F

40

5F

ODAC

Lookup Table

60

7F

80

9F

A0

AF to FF

Configuration

Reserved

OTCDAC

5

Reserved

FSOTCDAC

Control Location

52 General-Purpose

User Bytes

6

80

8F

90

7

8

AF to FF

00

FSODAC

Lookup Table

1F

20

9

3F

40

A

B

5F

60

7F

10 ______________________________________________________________________________________

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

表2. EEPRO M O DAC及びFSO DACルックアップ表メモリマップ

EEPROM ADDRESS ODAC

LOW BYTE AND HIGH BYTE

EEPROM ADDRESS FSODAC

LOW BYTE AND HIGH BYTE

TEMP-INDEX[7:0]

00hex

to

000hex and 001hex

to

200hex and 201hex

to

7Fhex

0FEhex and 0FFhex

2FEhex and 2FFhex

80hex

to

100hex and 101hex

to

1A0hex and 1A1hex

to

AFhex

15Ehex and 15Fhex

1FEhex and 1FFhex

表3. レジスタ

REGISTER

DESCRIPTION

CONFIG

ODAC

Configuration register

Offset DAC register

OTCDAC

FSODAC

FSOTCDAC

Offset temperature coefficient DAC register

Full-span output DAC register

Full-span output temperature coefficient DAC register

再初期化シーケンス

表4. Tem p-Index標準値

M AX1455はボーレートの再確立、または再学習を提供

します。再初期化シーケンスは、以下のようにFFhexの

1バイト送信です：

TEMP-INDEX[7:0]

TEMPERATURE

(°C)

DECIMAL

HEXADECIMAL

-40

+25

+85

+125

20

65

14

41

6A

86

1

1 1 1

0

シリアル再初期化シーケンスが受信されたら、受信

ロジックはみずからパワーアップ状態にリセットし、

初期化シーケンスを待ちます。ボーレートを再確立

するには、再初期化シーケンスの後に初期化シーケンス

が続かなければなりません。

106

134

WEAK PULLUP

REQUIRED

WEAK PULLUP

REQUIRED

DATA

0

0 0 0 0 0 0 0 0

0

1 1 1 1 10 1 0 0 1 1 0 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1

1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 XX

XX

HIGH-Z

DIO

RECEIVE

TRANSMIT

RECEIVE

HIGH-Z

HOST

TRANSMIT

図4. DIO出力データフォーマット

______________________________________________________________________________________ 11

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

表5. コンフィギュレーションレジスタ(CO NFIG[15:0])

FIELD

15:13

12:11

10

NAME

OSC[2:0]

CLIP[1:0]

PGA Sign

IRO Sign

IRO[2:0]

DESCRIPTION

Oscillator frequency setting. Factory preset; do not change.

Sets output clip levels.

Logic 1 inverts INM and INP polarity (Table 6).

9

Logic 1 for positive input-referred offset (IRO). Logic 0 for negative IRO.

Input-referred coarse-offset adjustment (Table 7).

Programmable-gain amplifier setting.

8:6

5:2

PGA[3:0]

ODAC Sign

1

Logic 1 for positive offset DAC output. Logic 0 for negative offset DAC output.

OTCDAC

Sign

0

Logic 1 for positive offset TC DAC output. Logic 0 for negative offset TC DAC output.

アドレス(IRSA)ニブル及び4ビットインタフェースレジ

スタ設定データ(IRSD)ニブルを構成しています。IRS

コマンドバイトは以下の構造です：

表6. PGA利得設定(PGA[3:0])

PGA[3:0]

0000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

0111

1000

1001

1010

1011

1100

1101

1110

1111

PGA GAIN (V/V)

39

52

IRS[7:0] = IRSD[3:0], IRSA[3:0]

全てのコマンドは最初にLSBが送信されます。以下の

とおり、スタートビットに後続する最初のビットは

IRSA[0]で、ストップビット前の最終ビットはIRSD[3]

です：

65

78

91

IRSA

IRSD

1

0

1

2

3

0

1

2

3

1

1 1 1

0

104

117

130

143

156

169

182

195

208

221

234

IRSのレジスタコンテンツの半分はデータ保持及びステア

リング情報用に使われます。IRS内の2つのロケーション

へのデータ書込みは即時実行を(コマンド実行)を起します。

これらのロケーションはアドレス9及び15で、それぞれ

内部ロジック(CRIL)に対するコマンドレジスタ及び再

初期化コマンドです。表9はIRSアドレスデコーディング

の完全一覧表です。

内部ロジックへのコマンドレジスタ

CRILロケーション(IRSアドレス9)へのデータの書込み

により、書込まれた4ビットデータニブルに関連する

コマンドが即時に実行されます。全てのEEPROM 及び

キャリブレーションレジスタ読み取り、書き込みは、

EEPROM 消去と共に、コマンドはCRILロケーションを

通じて行われます。CRILは、又M AX1455アナログ出力

を可能にするためと、出力データ(シリアルディジタル

出力)をDIO上に置くためにも使われます。表10はCRIL

コマンドの完全一覧表です。

シリアルインタフェース用コマンドフォーマット

M AX1455へのすべての通信コマンドは、スタートビット、

8コマンドビット(コマンドバイト)、及びストップビット

の形式に従っています。コマンドバイトは、IRSのコン

テンツを制御し、4ビットインタフェースレジスタ設定

12 ______________________________________________________________________________________

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

表7. 換算入力オフセット(IRO [2:0])

INPUT-REFERRED OFFSET

CORRECTION AS % OF V

INPUT-REFERRED OFFSET, CORRECTION

IRO SIGN, IRO[2:0]

AT V = 5VDC IN mV

DD

1,111

1,110

1,101

1,100

1,011

1,010

1,001

1,000

0,000

0,001

0,010

0,011

0,100

0,101

0,110

0,111

+1.25

+1.08

+0.90

+0.72

+0.54

+0.36

+0.18

0

+63

+54

+45

+36

+27

+18

+9

0

-0.18

-0.36

-0.54

-0.72

-0.90

-1.08

-1.25

-9

-18

-27

-36

-45

-54

-63

D IO ライン上の全デバイスがスリーステートの場合、

M AX1455のデータバイト送信前後に時間間隔がある

ことに留意してください。好ましくない変位(図4)を

予防するため、これらの時間間隔中、弱いプルアップ

抵抗をDIOラインに適用することを薦めます。DIO及び

アナログ出力(OUT)が接続されていないアプリケーション

では、プルアップ抵抗はDIOに永久接続されるべきです。

M AX1455のDIOとアナログ出力が接続されている場合、

アナログ測定中、この共通ラインをロードしないでくだ

さい。この状況の場合以下のシーケンスを実施して

ください：

シリアルディジタル出力

DIOは、リードIRS(RDIS)コマンド(5hex)をCRILロケー

ションに書込むことによって、ディジタル出力として

構成されます。このコマンドを受信すると、M AX1455は、

IRSA[3:0]= 8hexのロケーションで、IRSポインタ

(ISP[3:0])値によって決定されたコンテンツのデータ

バイトを出力します。データはスタートビットとストップ

ビットにフレームされたシングルバイトとして出力され

ます。表11は各IRSPアドレス値に返されたデータの

一覧です。

一旦、RDIRSコマンドが送られると、M AX1455がDIO

ラインを駆動できるように、すべてのD IOへの接続は、

スリーステートでなければなりません。RDIRSコマンド

を受信したら、M AX1455は1バイト時間後にD IO を

ハイに駆動します。M AX1455はシングルビット時間中

DIOをハイに保持し、その後スタートビット(IDOをロー

に駆動)を出します。スタートビットの後にデータバイト

及びストップビットが続きます。ストップビット送信

直後、M AX1455スリーステートDIOはラインをリリース

します。それからM AX1455は、DIOリリースの1バイト

時間後に次のコマンドシーケンス受信準備完了となり

ます。

1) できればリレーを使って、プルアップ抵抗をD IO /

OUTのラインに接続してください。

2) RDIRSコマンドを送信してください。

3) ユーザ接続をスリーステートしてください(高イン

ピーダンスに設定)。

4) M AX1455からデータ受信します。

5) ユーザ接続を起動します(DIO/OUTラインをハイに

プルします)。

6) プルアップ抵抗をリリースしてください。

______________________________________________________________________________________ 13

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

DIO

IRS COMMAND (8 BITS)

IRSA [3:0] IRSD [3:0]

DHR [7:0]

0000

0001

0010

0011

0100

0101

DHR [3:0]

DHR [7:4]

DHR [11:8]

DHR [15:12]

RESERVED

ICRA [3:0]

IEEA [3:0]

IEEA [7:4]

BIDIRECTIONAL

16-BIT

DHR [15:8]

DATA

LATCH

ICRA [3:0] CALIBRATION REGISTER

0000

0001

0010

0011

0100

0101 TO

1111

EEPROM

MEMORY

768 X 8 BITS

0110

0111

1000

CONFIG

ODAC

OTCDAC

FSODAC

FSOTCDAC

IRSP [3:0]

IEEA [9:8]

CRIL [3.0]

(EXECUTE)

1001

ADDR DATA

RESERVED

1010

1011

ATIM [3:0]

ALOC [3:0]

TABLE 16. INTERNAL CALIBRATION

REGISTERS

1100 TO

1110

RESERVED

RELEARN

BAUD RATE

CRIL [3:0]

0000

0001

0010

0011

FUNCTION

LOAD ICR

WRITE EEPROM

ERASE EEPROM

READ ICR

1111

TABLE 9. INTERFACE REGISTER

SET COMMANDS

LOOKUP

ADDRESS

TEMP INDEX [7:0]

0100

0101

0110

0111

READ EEPROM

READ IRS

ANALOG OUT

ERASE PAGE

ENABLE ANALOG OUTPUT

1000 TO

1111

RESERVED

TABLE 10. CRIL ACTIONS

OUTPUT

TIMER

OUT

OUTPUT

MUX

IRSP [3:0]

0000

RETURNS

DHR [7:0]

PGA

0001

DHR [F:8]

0010

0011

0100

0101

IEEA [7:4], ICRA [3:0]

CRIL [3:0], IRSP [3:0]

ALOC [3:0], ATIM [3.0]

IEEA [7:0]

0110

IEED [7:0]

0111

1000

TEMP-INDEX [7:0]

BITCLK [7:0]

1001

RESERVED

1010 TO

1111

11001010 - (USE TO

CHECK COMMUNICATION)

TABLE 11. IRS POINTER FUNCTIONS (READS)

図5. M AX1455シリアルコマンド構造及びハードウェア構成図

図4に、RD IRSコマンド(59hex)を使って送信され、

M AX1455が10hexのバイト値を使って応答している

送受信シーケンスの例が示されています。

アナログモードでは、内部レジスタは自動的にEEPROM

から再生されることに留意してください。

ディジタルモードでM AX1455を起動する時、3CLK

ビットに特別な注意を払ってください：コンフィギュ

レーションレジスタの3M SBです。M AX1455内部発振器

の周波数が、生産試験中に測定され、3ビット調整(キャリ

ブレーション)コードが計算され、EEPROM ロケーション

161hex(EEPROM 上位コンフィギュレーションバイト)

の上位3ビットに保存されます。

内部クロック設定

初期パワーアップ、またはパワーリセットに続いて、

0000hexを含むM AX1455内のキャリブレーション

レジスタのすべてをプログラムする必要があります。

14 ______________________________________________________________________________________

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

表8. 制御ロケーション(CL[15:0])

FIELD

NAME

DESCRIPTION

15:8

CL[15:8]

Reserved

Control Location. Secure-Lock is activated by setting this to FFhex, which disables DIO serial

communications and connects OUT to PGA output.

7:0

CL[7:0]

表9. IRSAデコーディング

IRSA[3:0]

DESCRIPTION

Write IRSD[3:0] to DHR[3:0] (Data Hold register)

Write IRSD[3:0] to DHR[7:4] (Data Hold register)

0000

0001

0010

0011

0100

0101

Write IRSD[3:0] to DHR[11:8] (Data Hold register)

Write IRSD[3:0] to DHR[15:12] (Data Hold register)

Reserved

Write IRSD[3:0] to ICRA[3:0] or IEEA[3:0] (Internal Calibration register address or internal EEPROM address

nibble 0)

0110

0111

1000

Write IRSD[3:0] to IEEA[7:4] (internal EEPROM address, nibble 1)

Write IRSD[3:0] to IRSP[3:0] or IEEA[9:8] (Interface register set pointer where IRSP[1:0] is IEEA[9:8])

Write IRSD[3:0] to CRIL[3:0] (Command register to internal logic)

Write IRSD[3:0] to ATIM[3:0] (analog timeout value on read)

Write IRSD[3:0] to ALOC[3:0] (analog location)

1001

1010

1011

1100 to 1110

1111

Reserved

Write IRSD[3:0] = 1111bin to relearn the baud rate

ディジタルモードでM AX1455を起動する時、3CLK

ビットに特別な注意を払ってください：コンフィギュ

レーションレジスタの3M SBです。M AX1455内部発振器

の周波数が、生産試験中に測定され、3ビット調整(キャリ

ブレーション)コードが計算され、EEPROM ロケーション

161hex(EEPROM 上位コンフィギュレーションバイト)

の上位3ビットに保存されます。M AX1455の内部

クロックは、信号経路利得、DAC機能、及び通信を含む

タイミング機能を制御します。ディジタルモードの間は、

コンフィギュレーションレジスタCLKビットにEEPROM

内に含まれる値(上位構成バイト)を割り当てることを薦め

ます。3CLKビットは、ビット当り9% の公称クロック

調整を伴う2の補数を表しています。表12に利用可能な

コードと調整が示されています。

の堅牢さを最大にするためには、一回当り1LSB値CLK

ビットを変更してください。従って、以下に推奨する

コンフィギュレーションレジスタCLKビット設定手順を

示しました。（設定手順中は、クロック値が最大値に近く

になりM AX1455ボーレートカウンタがオーバーフロー

する可能性を防ぐため、最小ボーレート9600を使って

ください。）

以下の例は必要とされる010進法のCLKコードに基づい

ています：

1) EEPROM ロケーション161hexCLK=010バイナリ

から、CLKビット(3M SB)を読んでください。

2) コンフィギュレーションレジスタのCLKビットを

001バイナリに設定してください。

3) 再初期化コマンド、次に初期化(ボーレート学習)

コマンドを送信してください。

コンフィギュレーションレジスタに含まれるCLKビット

値のあらゆる変更はM AX1455のボーレート学習シー

ケンス(再初期化及び初期化コマンド)が後に続かなけれ

ばなりません。クロックリセット期間だけの通信システム

4) コンフィギュレーションレジスタのCLKビットを

010バイナリに設定してください。

______________________________________________________________________________________ 15

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

表10. CRILコマンドコード

CRIL[3:0]

0000

NAME

LdICR

EEPW

ERASE

RdICR

RdEEP

RdIRS

DESCRIPTION

Load Internal Calibration register at address given in ICRA with data from DHR[15:0].

EEPROM write of 8 data bits from DHR[7:0] to address location pointed by IEEA [9:0].

Erase all of EEPROM (all bytes equal FFhex).

0001

0010

0011

Read Internal Calibration register as pointed to by ICRA and load data into DHR[15:0].

Read internal EEPROM location and load data into DHR[7:0] pointed by IEEA [9:0].

Read Interface register set pointer IRSP[3:0]. See Table 11.

0100

0101

Output the multiplexed analog signal onto OUT. The analog location is specified in ALOC[3:0]

(Table 13) and the duration (in byte times) that the signal is asserted onto the pin is specified in

ATIM[3:0] (Table 14).

0110

0111

RdAlg

Erases the page of the EEPROM as pointed by IEEA[9:6]. There are 64 bytes per page and thus 12

pages in the EEPROM.

PageErase

Reserved

1000 to

1111

Reserved.

5) 再初期化コマンド、次に初期化(ボーレート学習)

コマンドを送信してください。

ページ番号(表1)をロードしてください。それから、

CRIL PageEraseコマンド(79hex)を送信してください。

内部発振器の周波数は、BITCLK[7:0]の値を読むことに

よって常に確認できます。この8ビットの数字は、通信

ボーレートの1サイクル(1ビットタイム)に対応する、

内部発振器サイクル数を表しています。

EEPRO M へバイトを書込むには：バイトアドレス

(Address[9:0])を使って、IRS ロケーションIEEA[9:0]、

IEEA[7:4]、及びIEEA[3:0]をロードしてください。

書込む8データビット(Data[7:0])を使ってIRSロケー

ションDHR[7:4]及びDHR[3:0]をロードしてください。

EEPROM W RITEコマンドをCRIL(19hex)に送信して

ください。

EEPRO M への消去と書込み

内部EEPROM は、希望するコンテンツをプログラムする

に先だって(FFhexに設定されたバイトを)消去されな

ければなりません。M AX1455には、バイト161hexと

バイト16Bhexを除き、公称の消去状態で供給されます。

バイト161hexの3M SBには内部発振器キャリブレー

ション設定が含まれています。バイト16Bhexは、

UNLOCK状況に関係なくシリアル通信が可能なように

00hexに設定されています。

EEPROM からバイトを読み取るには：

1) バイトアドレス(Address[9:0])を使って、IRSロケー

ションIEEA[9:0]、IEEA[7:4]、及びIEEA[3:0]を

ロードしてください。

2) READ EEPROM コマンドをCRILレジスタ(49hex)に

送信してください、これが必要なEEPROM バイトを

DHR[7:0]へロードします。

EEPROM を消去する場合、まずバイト161hexの3 M SB

を保存してください。消去後、これらの3ビットは、

00 hexのセキュアロックバイト値と共に、再度書込まれ

なければなりません。これらの値を再書込みする前に

デバイスの電源を除かないでください。

3) 00hex(DHR[7:0]へ返る)を使ってIRSロケーション

IRSP[3:0]をロードしてください。

4) READ IRSPコマンドをC RILレジスタ(59hex)に

送信してください。

内部EEPROM は、ERASEコマンドを使って完全に消去

するか、またはPageEraseコマンド(表10)を使って

部分的消去ができます。PageEraseコマンドを発行

した後、7.1m s待つ必要があります。7.1m sが経過する

前に、部品との通信、または電源の中断を試みると、

EEPROM 内に不確定状態が発生することがあります。

マルチプレクス化アナログ出力

M AX1455は、リードアナログ(RdAlg)コマンドを使い

ディジタルモードにおいて、アナログ信号を出力する

機能を提供しています。RdAlgコマンド受信後1バイト

タイムで、ALO C [3:0]レジスタ(表13)によって決定

される内部アナログ信号が、M AX1455OUTへマルチ

プレクス化されます。この信号は、ATIM [3:0]レジスタ

が設定する期間中OUTに接続されています。ATIM 機能

EEPROM (PageEraseコマンド)内のページを消去する

には：最初に、IRSロケーションIEEA[3:0]へ必要な

16 ______________________________________________________________________________________

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

M AX1455DIOは、アナログ出力がアクティブな間スリー

ステート状態です。これはO U T及びD IOを並列に接続

することを可能にするためです。DIO及びOUTが並列に

接続されている場合、ホストコンピュータもM AX1455

へのコミュニケーション接続がスリーステートでなけれ

ばなりません。この必要条件がDIOへのすべての接続が

同時にスリーステートである期間を発生し、この期間中

DIOへ弱いプルアップ抵抗の適用が必要となります。

表11. IRSPデコード

IRSP[3:0]

0000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

0111

1000

1001

RETURNED VALUE

DHR[7:0]

DHR[15:8]

IEEA[7:4], ICRA[3:0] concatenated

CRIL[3:0], IRSP[3:0] concatenated

ALOC[3:0], ATIM[3:0] concatenated

IEEA[7:0] EEPROM address byte

IEED[7:0] EEPROM data byte

Temp-Index[7:0]

アナログ出力のために連続出力モードがあります。これ

はATIM [3:0]をFhexに設定することによって選択され

ます。このモードは、DIO及びOUTが分離している場合

のみ使用できます。このモードでRDAlgコマンド、また

は他のコマンドを受信した後、D IO は32,769バイト

タイムの期間スリーステート状態です。一旦この期間が

経過するとDIOは受信モードに入り、次のコマンド入力

を受けます。連続モードではアナログ出力は常にアク

ティブです。

BitClock[7:0]

Reserved. Internal flash test data.

11001010 (CAhex). This can be used to

test communication.

1010-1111

注：OUTに接続されている間、内部アナログ信号はバッ

ファされません。これらの内部信号の1つが測定されて

いる間にOUTをローディングすると測定誤差が発生する

ことがあります。BDR、FSO TCなどの内部信号を読み

取っている間O UTをロードしないでください。

表12. CLKコード(コンフィギュレーション

レジスタの3M SB)

CLK CODE (BIN)

CLOCK ADJUSTMENT (%)

011

010

001

000

111

110

101

+27

+18

+9

0

コミュニケーションコマンドの例

以下にM AX1455内の様々な機能用のコマンドシー

ケンスの例を選んで挙げました：

例1. ボーレート設定を変更し、通信を確認してくだ

さい。再初期化コマンドを送信する前にシステムの

ボーレートが変更されたためにM AX1455との通信

が失われた場合、初期化条件を保証するためパワー

リセットを適用してください。

-9

-18

-27

は通信ボーレートをタイミングのベースとして使い

ます。詳細は表14を参照してください。ATIM [3:0]

レジスタにより決まる期間の最後に、アナログ信号が

アナログ出力から切断され、O U Tがスリーステート

状態に戻ります。M AX1455は、OUTのスリーステート

状態が戻ってから1バイトで、DIO上次のコマンドを受信

できます。この方法のタイミングが図6に示されてい

ます。

COMMAND

ACTION

Reinitialize part ready for baud rate learning.

Change system baud rate to new value.

Learn baud rate.

FFhex

01hex

F8hex

59hex

Load 15 (Fhex) to IRSP[3:0] register.

Read IRS.

Host computer must be ready to receive

data on the serial line within 1 (baud rate)

byte time of sending the Read IRS

command. The MAX1455 returns CAhex.

(IRSP values of 10 to 15 are configured to

return CAhex for communication checking

purposes.)

______________________________________________________________________________________ 17

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

例2. ルックアップ表ポインタを読んでください。

例4. 8C 40ヘキサデシマルをFSO D AC レジスタに

（Tem p-Index）

書込んでください。

COMMAND

00hex

ACTION

COMMAND

78hex

ACTION

Load 7 to IRSP[3:0] register.

Read IRS.

Load 0 hex to the DHR[3:0] register.

Load 4 hex to the DHR[7:4] register.

Load C hex to the DHR[11:8] register.

Load 8 hex to the DHR[15:12] register.

Load 3 (FSODAC) to the ICRA[3:0] register.

Ld ICR.

41hex

59hex

C2hex

83hex

Host ready to receive data within 1 byte time

of sending the Read IRS command. The

MAX1455 returns the current Temp-Index

pointer value.

36hex

09hex

8C40 hex is written to the FSODAC register.

例3. 9600ボーレートで3.4秒間OUTピン上BDR測定

例5. Tem p-Index40で8C40hexをFSODACルック

アップ表ロケーションに書込んでください。この例は、

EEPRO M の関連するセクションをクリアするのに、

そのセクションに存在するいずれのデータも保持される

必要がないことを想定して、PageEraseコマンドを

使います。

をイネーブルします。

COMMAND

ACTION

Load 1 (BDR measurement) to ALOC[3:0]

register.

1Bhex

12

✕

Load 12 to the ATIM[3:0] register: (2 +1)

CAhex

69hex

8/9600 = 3.4s.

COMMAND

A6hex

ACTION

RdAlg.

Load Ahex (page number corresponding to

EEPROM locations 280hex and 281hex) to

the IEEA[3:0] register.

The DIO pin is three-stated and the OUT pin

is connected internally to the BDR pin for a

duration of approximately 3.4s.

79hex

Page Erase command.

Wait 7.1ms before sending any further

commands.

06hex

87hex

Load 0hex to the IEEA[3:0] register.

Load 8hex to the IEEA[7:4] register.

Load 2hex to the IEEA[9:8] (IRSP[3:0])

register.

28hex

00hex

41hex

Load 0hex to the DHR[3:0] register.

Load 4hex to the DHR[7:4] register.

Write EEPROM. 40hex is loaded to EEPROM

address 280hex, which is the low byte

location corresponding to a Temp-Index

pointer value of 40.

19hex

Load 1 to the IEEA[3:0] register. IEEA[7:4]

and IEEA[9:8] already contain 8 and 2,

respectively.

16hex

C0hex

81hex

Load Chex to the DHR[3:0] register.

Load 8hex to the DHR[7:4] register.

Write EEPROM. 8Chex is loaded to

EEPROM address 281hex, which is the high

byte location corresponding to a Temp-

Index pointer value of 40.

19hex

18 ______________________________________________________________________________________

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

表13. ALO C定義

ALOC[3:0]

0000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

0111

1000

1001

1010

1011

1100

1101

1110

1111

ANALOG SIGNAL

OUT

DESCRIPTION

PGA Output

Bridge Drive

BDR

ISRC

Bridge Drive Current Setting

Internal Positive Supply

Internal Ground

VDD

VSS

CLIP-TOP

CLIP-BOTTOM

FSODAC

FSOTCDAC

ODAC

Clip Voltage High Value

Clip Voltage Low Value

Full-Scale Output DAC

Full-Scale Output TC DAC

Offset DAC

OTCDAC

VREF

Offset TC DAC

Bandgap Reference Voltage (nominally 1.25V)

Internal Test Node

VPTATP

VPTATM

INP

Internal Test Node

Sensor’s Positive Input

Sensor’s Negative Input

INM

WEAK PULLUP

REQUIRED

WEAK PULLUP

REQUIRED

ATIM

2

+ 1 BYTE TIMES

DATA

0

1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 X X X X X X X X X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 0 XX

XX

HIGH-Z

OUT

DIO

VALID OUTPUT

HIGH-Z

RECEIVE

HIGH-Z

HOST

TRANSMIT

図6. アナログ出力タイミング

______________________________________________________________________________________ 19

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

表14. ATIM 定義

ATIM[3:0]

0000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

0111

1000

1001

1010

1011

1100

1101

1110

DURATION OF ANALOG SIGNAL SPECIFIED IN BYTE TIMES (8-BIT TIME)

0

✕

2 + 1 = 2 byte times, i.e., (2 8) / baud rate

2¹+ 1 = 3 byte times

2²+ 1 = 5 byte times

2³+ 1 = 9 byte times

2⁴+ 1 = 17 byte times

2⁵+ 1 = 33 byte times

2⁶+ 1 = 65 byte times

2⁷+ 1 = 129 byte times

2⁸+ 1 = 257 byte times

2⁹+ 1 = 513 byte times

2¹⁰+ 1 = 1025 byte times

2¹¹+ 1 = 2049 byte times

2¹²+ 1 = 4097 byte times

2¹³+ 1 = 8193 byte times

2¹⁴+ 1 = 16,385 byte times

In this mode, OUT is continuous; however, DIO accepts commands after 32,769 byte times. Do not parallel

connect DIO to OUT.

1111

表15. ICRAデコード

ICRA[3:0]

0000

NAME

CONFIG

ODAC

DESCRIPTION

Configuration register

0001

Offset DAC register

0010

OTCDAC

FSODAC

FSOTCDAC

Offset temperature coefficient DAC register

Full-scale output DAC register

0011

0100

Full-scale output temperature coefficient DAC register

Reserved. Do not write to this location (EEPROM test).

0101

0110 to

1111

Reserved. Do not write to this location.

圧力及び温度を増やすことにより、さらに精度の高い

センサ補償の概要

結果が得られます。標準な補償手順は以下のように

まとめられます：

補償は動作圧力及び温度範囲にわたるセンサ性能の検証

を必要とします。少なくとも2つの試験圧力(例、ゼロ

及びフルスパン)及び2つの温度を使ってください。試験

20 ______________________________________________________________________________________

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

DIO[1:N]

DIGITAL

DION

DIO2

DIO1

MULTIPLEXER

MODULE 1

MODULE 2

MODULE N

DATA

V

OUT

V

OUT

V

OUT

V

DD

V

SS

V

DD

V

SS

V

DD

V

SS

+5V

V

OUT

DVM

TEST OVEN

図7. 自動試験システムの概念

表16. 補償効果

TYPICAL UNCOMPENSATED INPUT (SENSOR)

TYPICAL COMPENSATED TRANSDUCER OUTPUT

Offset…………………..…….………………………….±100% FSO

OUT..…….………………………………Ratiometric to V at 5.0V

DD

FSO…………………………….………………....1mV/V to 40mV/V

Offset TC…………………………………………………...20% FSO

Offset TC Nonlinearity…..………………………………….4% FSO

FSOTC…………………………..………………………..-20% FSO

FSOTC Nonlinearity…..……..…………………………….5% FSO

Temperature Range..….….……………………..-40°C to +125°C

Offset at +25°C……………………………………0.500V ± 200µV

FSO at +25°C……………………………………...4.000V ± 200µV

Offset Accuracy over Temp. Range….……..±4mV (±0.1% FSO)

FSO Accuracy over Temp. Range…………..±4mV (±0.1% FSO)

リファレンス温度を設定(例、25℃)：

• ODAC及びFSODACそれぞれを使って、トランス

デューサの出力オフセット及びFSOをキャリブレー

ションしてください。

• M AX1455を過負荷から保護するため、デフォルト

係数を(例えば、オフセット、FSO及びブリッジ抵抗

の中間値に基づいた)使ってそれぞれのレジスタを

ロードすることによって各トランスデューサを初期化

してください。内部キャリブレーションレジスタは、

ICRA[3:0]にアドレスされ、表15に示されるように

デコードされます。

• キャリブレーションデータを試験コンピュータまた

はM AX1455EEPROM ユーザメモリに保存してくだ

さい。

次の試験温度の設定：

• ODAC及びFSODACそれぞれを使って、オフセット

• 初期ブリッジ電圧(FSODACで)を電源電圧の半分に

設定してください。BD RまたはO U Tピンを使って

ブリッジ電圧を測定するか、または測定に基づいて

計算してください。

及びFSOをキャリブレーションしてください。

• キャリブレーションデータを試験コンピュータまた

はM AX1455EEPROM ユーザメモリに保存してくだ

さい。

• 補正係数を計算してください。

______________________________________________________________________________________ 21

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

UNCOMPENSATED SENSOR

TEMPERATURE ERROR

RAW SENSOR OUTPUT

(T = +25°C)

A

30

20

80

FSO

OFFSET

60

40

10

0

20

0

-10

-20

0

20

40

60

80

100

-50

0

50

TEMPERATURE (°C)

100

150

PRESSURE (kps)

COMPENSATED TRANSDUCER

(T = +25°C)

COMPENSATED TRANSDUCER ERROR

A

5

4

3

2

1

0

0.15

0.10

0.05

0

FSO

OFFSET

-0.05

-0.10

-0.15

-50

0

50

TEMPERATURE (°C)

150

0

20

40

60

80

100

PRESSURE (kps)

図8. キャリブレーションされたトランスデューサとキャリブレーションされていないトランスデューサの比較

• 補正係数をEEPROM へダウンロードしてください。

• 最終試験を実施してください。

EVキットは、センサを使ってM AX1455のマニュアル

プログラミングが可能なように設計されています。EV

キットには以下のものが含まれています：

センサキャリブレーション及び補償の例

1) シリコン温度センサ付きまたは同センサなしの評価

ボード。

M AX1455温度補償設計は、センサとIC温度誤差の両方

を補正します。これによって、M AX1455はセンサ本来

の再現性に近い温度補償を提供することができます。

M AX1455の性能の例が図8に示されています。表16は

補償効果の一覧です。

2) デザイン/アプリケーション用マニュアル。この

マニュアルは、センサデータのデータ収集に精通した

テストエンジニアのために開発され、センサ補償用

アルゴリズムと試験手順を提供しています。

M AX1455、及び初期オフセット16.4m Vでスパン

55.8m Vの再現可能ピエゾ抵抗センサが、0.5000Vの

オフセットと4.000Vのスパンの補償済みトランス

デューサに変換されました。非直線性センサのオフセット

及びFSO温度誤差は、およそ20% から30% FSOでしたが

+0.1% FSO以下に減少されました。図8には非補償センサ

の出力と補償済みトランスデューサの出力の比較が

示されています。この結果を出すのに6つの温度点を

使いました。

3) M AX1455通信ソフトウェア。これはコンピュータ

キーボード(IBM コンパチブル)でM AX1455の１度に

1つのモジュールをプログラミング可能にします。

4) インタフェースアダプタ。評価ボードとPCシリアル

ポートへの接続ができます。

チップ情報__________________________

TRANSISTOR COUNT: 62,242

PROCESS: CMOS

SUBSTRATE CONNECTED TO: V

SS

M AX1455評価キット_________________

M AX1455ベースのトランスデューサ及び試験システム

の開発をスピードアップするために、マキシム社は

M AX1455評価キット(EVキット)を製造しました。

M AX1455を初めて使うユーザはこのキットを利用する

ことを強く薦めます。

22 ______________________________________________________________________________________

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

ファンクションダイアグラム___________________________________________________

EEPROM

TEST 1

TEST 2

TEST 3

TEST 4

(LOOKUP PLUS CONFIGURATION DATA)

V

DD

EEPROM ADDRESS

USAGE

000H + 001H

OFFSET DAC LOOKUP TABLE

V

DD

◆◆

(176 16 BITS)

:

16 BIT

15EH + 15FH

160H + 161H

162H + 163H

164H + 165H

166H + 167H

168H + 169H

16AH + 16BH

16CH + 16DH

FSO

DAC

V

DD1

CONFIGURATION REGISTER SHADOW

RESERVED

V

SS

OFFSET TC REGISTER SHADOW

RESERVED

V

SS

FSOTC REGISTER SHADOW

CONTROL LOCATION REGISTER

USER STORAGE (52 BYTES)

V

DD

16 BIT

OFFSET

DAC

:

R

ISRC

R

75kΩ

STC

75kΩ

19EH + 19FH

1A0H + 1A1H

:

V

SS

V

DD2

FSO DAC LOOKUP TABLE

◆◆

(176 16 BITS)

V

SS

2FEH + 2FFH

V

DD

8-BIT

BANDGAP

TEMP

LOOKUP

ADDRESS

±1

SENSOR

∑∆

16 BIT

BDR

FSOTC

DAC

UNLOCK

DIO

DIGITAL

INTERFACE

V

SS

INP

CLIP-HIGH

PHASE

REVERSAL

MUX

V

SS

FSOTC REGISTER

PGA BANDWIDTH ≈

3kHz ±10%

DAC

◆◆

24

MUX

PGA

MUX

∑

OUT

DAC

INM

CLIP-LOW

INPUT-REFERRED OFFSET

(COARSE OFFSET)

AMP-

PROGRAMMABLE GAIN STAGE

V

SS

±1

PGA (3:0) PGA GAIN TOTAL GAIN

IRO (3, 2:0) OFFSET (mV)

0000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

0111

1000

1001

1010

1011

1100

1101

1110

1111

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

39

52

1,111

1,110

1,101

1,100

1,011

1,010

1,001

1,000

0,000

0,001

0,010

0,011

0,100

0,101

0,110

0,111

63

54

45

36

27

18

9

AMPOUT

65

16 BIT

78

OFFSET

TC DAC

AMP+

91

104

117

130

143

156

169

182

195

208

221

234

V

SS

OTC REGISTER

0

UNCOMMITTED OP AMP

0

*INPUT-REFERRED

OFFSET VALUE IS

PROPORTIONAL TO V

VALUES GIVEN ARE FOR

= +5V.

-9

PARAMETER

I/P RANGE

VALUE

TO V

-18

-27

-36

-45

-54

-63

V

SS

DD

.

DD

I/P OFFSET

±20mV

V

DD

O/P RANGE

NO LOAD

1mA LOAD

V

, V ±0.01V

, V ±0.25V

SS DD

V

SS DD

UNITY GBW

10MHz TYPICAL

PGA BANDWIDTH ≈ 3kHz ±10%

______________________________________________________________________________________ 23

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

パッケージ ________________________________________________________________________

(このデータシートに掲載されているパッケージ仕様は、最新版が反映されているとは限りません。最新のパッケージ情報は、

www.maxim-ic.com/ja/packagesをご参照下さい。)

24 ______________________________________________________________________________________

低コスト自動車用

センサ信号コンディショナ

パッケージ(続き)___________________________________________________________________

(このデータシートに掲載されているパッケージ仕様は、最新版が反映されているとは限りません。最新のパッケージ情報は、

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販売代理店

〒169-0051東京都新宿区西早稲田3-30-16（ホリゾン1ビル）

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FAX. (03)3232-6149

マキシム社では全体がマキシム社製品で実現されている回路以外の回路の使用については責任を持ちません。回路特許ライセンスは明言されていません。

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Ma x im In t e g ra t e d P ro d u c t s , 1 2 0 S a n Ga b rie l Drive , S u n n yva le , CA 9 4 0 8 6 4 0 8 -7 3 7 -7 6 0 0 ____________________ 25

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型号：	MAX1455
厂家：	MAXIM INTEGRATED PRODUCTS
描述：	Dual.10-Bit.40MHz Current/Voltage Output DACs with Simultaneous Update[MAX5180/MAX5183/MAX5180BEEI/MAX5180BEEI-T/MAX5183BEEI/MAX5183BEEI-T/MAX5183EVKIT ] Dual.10 - Bit.40MHz电流/电压输出DAC，带有同步更新[ MAX5180 / MAX5183 / MAX5180BEEI / MAX5180BEEI -T / MAX5183BEEI / MAX5183BEEI -T / MAX5183EVKIT ]\n
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MAX1455 [MAXIM]

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