导言
具 FPGA、微处理器 (µP)、ASIC 和 DSP 的电路板有多种电源轨，规模从低于 1V 的负载点 (POL) 到 12V 中心总线，因而需求电压督查和以保证牢靠、无差错的体系运转。跟着芯片工艺技术尺度变为数十纳米，不只最低的 POL 输出电压 (一般为内核供电) 趋向低于 1V，并且处理器内核的精确度标准也变为愈加严厉的 3% 乃至好于这一数字。这种精确度标准使得对电源电压以及监督此类电源的电压督查器之容限要求就愈加严厉。
一起，电源轨的数量也已大幅添加，由于需求这些电源轨给 FPGA/µP/ASIC/DSP 内核和 I/O、内存、PLL 以及其他模仿电路供电，因而有 10 个乃至更多电压轨并非不常见。实际情况也常常是，直到设计阶段的后期乃至在电路板出产和安装完今后，才知道精确的电源电压值。要优化电源电压以下降电路板功耗，就需求根据每个电路板的功能，对电源电压进行定制化微调以及对督查门限进行相应调理。电压值也或许随 FPGA / µP / ASIC / DSP 的更改而改动。传统上，经过改动电阻分压器或设置跨接线来改动督查器门限，可是调理分辨率受限，并且调理进程缓慢杂乱、消耗时刻且易于犯错。
为什么电压督查精确度很重要?
咱们来考虑一个触及电压督查器门限设定的比如。假定一个微处理器规则其内核电源输入电压为 (便于四舍五入) 1V ± 3%，这意味着，有用作业规模为 0.97V 至 1.03V。为了进步牢靠性，用一个外部电压督查器来监督这个电源，而不是仅依托µP 的内部加电复位。在理想化国际中，没有改动，欠压督查器门限精确地设定为 0.97V，这样一来，电源电压一降至低于 0.97V，就宣布复位信号，如图 1 所示。而现实情况是，电压督查器是由模仿基准电压和比较器组成的，二者都有导致督查门限改动的容限规模。关于精确度为 ±1% 的 0.97V 督查器门限而言，该门限在 0.96V 至 0.98V 规模内改动。当门限处于低端 (0.96V) 时，电源或许超越µP 内核的有用电压规模，但督查器不会宣布复位信号，然后导致µP 作业异常。为了纠正这个问题，标称督查器门限设定为比有用规模的 0.97V 这一端高 1%，即 0.98V。这么做的缺陷是，电源电压低于 0.99V 时，就或许宣布复位信号，由于督查器门限较高。因而，电源电压需求坚持在高于 0.99V 或 1V – 1%，也便是督查器门限精确度腐蚀了电源电压作业规模。
图 1：设定督查器门限
相同的剖析也适用于过压门限，该门限标称值设定为 1.02V，然后将电源电压规模的高端约束到 1.01V 或 1V + 1%。因而，±3% 的µP 标准加上 ±1% 的督查器门限精确度，发生了 ±1% 的电源容限要求。请注意，±1.5% 的督查器门限精确度发生不或许的 0% 电源容限。假如不需求过压维护，电源电压规模就可认为 0.99V 至 1.03V;在这种情况下，1.01V ± 2% 的电源就适用。总归，在决议所需电源的容限和本钱时，督查器精确度起着重要作用。
灵敏的督查
为了应对导言部分说到的电压督查应战，凌力尔特供给了可编程 6 路电源电压督查器 LTC2933 (参见图 2) 和 LTC2936，这些督查器集成了 EEPROM、具 0.2V 至 13.9V 门限调理规模并经过 I2C/SMBus 数字接口设定 8 位 (256 种挑选) 门限寄存器。这两款器材在 0.6V 至 5.8V 规模内供给 ±1% 的门限精确度，每个监督器的输入均有两个可调极性门限。例如，一个门限能够装备为欠压 (UV) 检测器，以发生复位信号，一起另一个门限既可用于过压 (OV) 检测，维护贵重的电路板电子组件免于损坏，又可作为较高的 UV 门限，供给电源毛病前期警报，然后为处理器进行数据备份供给名贵的时刻。经过 I2C/SMBus 接口进行门限调理，就能够不必外部电阻分压器，这既开释了电路板空间，又消除了电阻器容限引起的精确度下降问题。经过向装备寄存器写入数据而不是更改电路板，能够在最终一分钟快速更改门限，然后加快了产品上市。易失性存储器坚持毛病瞬间状况，一起内部 EEPROM 贮存寄存器装备，并备份毛病历史数据，然后加快了调试进程，节省了开发时刻。为了最大极限削减电源噪声导致令人搅扰的复位问题，督查器根据比较器过驱动对输入搅扰做出呼应，如图 3 所示。
图 2：具 EEPROM 和 I2C/SMBus 的 LTC2933 可编程 6 路电压督查器
图 3：LTC2933 呼应时刻随 V2 至 V6 监督器输入的过驱动之改动
两个通用输入 (GPI) 能够装备为手艺复位输入、UV 或 UV/OV 毛病制止输入 (例如，在电路板裕度测验时)，写维护输入 (仅 LTC2936) 或辅佐比较器输入。GPI 辅佐比较器的 0.5V 固定门限之精确度为 ±2%，然后使用外部电阻分压器，扩展为监督一共 8 个电源。3 个通用输入 / 输出 (GPIO) 能够装备为输入或许复位、毛病或 SMBus 报警输出。任何 GPI、GPIO 或 UV/OV 毛病输入都能够转化为任何 GPIO 输出。GPIO 引脚针对开释延迟时刻 (1µs 至 1.64s)、输出类型 (开漏或弱上拉) 和极性 (有用高或低) 是可编程的。无需软件编码就可完成这种灵敏性，由于图 4 所示 LTpowerPlay™ 开发环境经过直觉式图形界面装备器材。使用坐落精确度为 2% 的 3.3V 线性稳压器输出和负电源之间的电阻分压器，LTC2933 和 LTC2936 还可监督负电源，例如那些给模仿电路供电的电源。
图 4：经过 LTpowerPlay 软件图形界面装备 LTC2933 和 LTC2936
LTC2933 和 LTC2936 之间的不同如表 1 所示。LTC2933 的输入之一直接监督 12V 中心总线，一起其他 5 个输入监督 0.2V 至 5.8V电源，门限可针对精确设定的 0.2V 至 1.2V 规模以 4mV 为步进调理。LTC2936 将每个监督器的比较器输出引出至引脚，然后完成级联排序使用，在这类使用中，次序排在前面的电源到达有用作业规模之后，次序排在这以后的电源再发动。
表 1：具 EEPROM 的 6 路电压督查器LTC2933 和 LTC2936 之间的不同
定论
具多个电源轨的新式数字电路板给电源体系设计师带来了许多应战。其中之一是精确监督多种电源电压，以在电源加电或电压过低时使处理器体系复位，而有些电源电压的值直到最终一分钟才干知道。LTC2933 和 LTC2936 直接面临这些应战，使用精确的可编程门限，为监督和督查 6 个轨供给了简洁和灵敏的解决方案，然后无需购买多种督查器器材及坚持一定量的库存，就可加快产品上市，满意新式处理器对精确度的要求。
