如何阅读电子数据表?

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如何阅读数据表?

为什么需要这篇文章?

我第一次开始的时候我记得回来了设计电子产品作为一个爱好。我只会使用集成电路(IC),我可以找到一个教程或指南。对我来说,阅读所有IC的大量数据表是很可怕的!我想很多人也在为此挣扎。即使在今天,在使用了成百上千个不同的集成电路之后,我仍然会在理解和读取数据表时遇到问题。事实上,在我的社区不和谐频道我经常贴一张我称之为“今天糟糕数据表”的图片。

在选择部件时,您希望在读取数据表时有一个标准化的过程。本文的目的是强调我使用的过程。我将提供一些全球提示和技巧,几乎所有的数据表,你将遇到。为了做到这一点,我将引用Visay的新Buck DC/DC转换器的数据表,SiC45x(边注:期待未来用这款IC设计的视频/帖子!)

在阅读数据表时从哪里开始?

很有趣,因为它可能听起来,绝对的第一名我从几乎任何数据表开始都是“典型应用电路”。通常,如果数据表不包括一个,我将不会使用该IC。此示例示意图给出了实际设计中IC的非常好的概述。它还让我们知道它需要多少外部组件。

这个规则的一个常见例外是微控制器(MCU)。由于它们是如此复杂和多样化,所以实际上并没有一个典型的用例。相反,它们将包括不同的、更小的重要块的示意图。通常会显示解耦、振荡器和编程连接器。加分的是MCU数据表,它还包括最小硬件连接的原理图。(有时他们会有一个单独的文档,标题为“硬件考虑”)

数据表中的SiC45x典型应用电路显示了这种IC的典型使用方式。

图1:SIC45x的典型应用电路。位于数据表的第一页。

图1显示了SiC45x的典型应用电路。在对该IC没有其他知识的情况下,我们可以了解:

  1. 输入范围为4.5V - 20V。
  2. 由于我们没有看到任何外部FET,我们知道它们是内部的。(令人印象深刻的高级监管机构!)
  3. 它允许通过I2C注册写入和读取,并允许更改地址。
  4. 由于存在RT / SYNC引脚,因此知道我们可以调整频率。
  5. 根据引导/状态引脚的数量(ENABLE/PGood/SALRT),它可能可以在不使用i2c的情况下使用。

当然,这不是我们所需的所有信息,但它是一个非常好的开始!

阅读两部分描述

在阅读数据表时有些有趣的是,在描述部分时有些是多么重复。在文档的最上面有一个叫做“描述”的部分。这是一个很好的地方,以获得一个良好的整体感觉的部分,以及它做什么。下面的几页,通常是在pinout、评级和框图之后,有“运营描述”。听起来就是这样的。这部分的第一部分通常会重写原始的描述,添加更多的细节。

显示两种不同的数据表描述,允许详细理解部件的概述

图2:left显示数据表启动时的初始描述。右图显示稍后的第二个描述,在“操作描述”部分下。

通过该第一部分,在操作描述中通常存在一堆不同的部分。这些描述了IC的不同功能“块”。并非所有数据表都有这个,但最半复杂的零件。当您正在进行设计时,这是一个非常有用的部分。我通常只在选择零件时最初撇去它。在实际原理图上工作时,我不断参考本节。大多数方程和其他设置将在这些块中。

检查绝对的最大值!

一旦我检查了示例原理图并读取了描述,我就直接向绝对最大值的部分移动。通常,在该部分下方也会有“推荐的操作条件”。我会检查两个表,确保我不计划超过这些评分。通常,我正在寻找每个引脚上的最大电压,以及IC / PINS可以源/下沉的最大电流。

SIC45x数据表的绝对最大额定值部分

图3:数据表中的绝对最大额定值部分。

在图3中,我们看到了SiC45x的绝对最大评级。至关重要的是,了解这些评级不一定应该是/可以运行的。相反,它是你应该做什么的指南从来没有主题。例如,绝对最大输入电压在28V时列出。推荐的操作条件态最大额定电压实际上是20V。我不会用24VDC供电来运行这个部件。然而,我会在20V的电压下运行它,用一个上游过压保护方案将电压箝位到24V。如果有一些瞬间的24V瞬变,这部分应该是OK的。

理解pinout表

所以在这一点上,我对IC如何运行的理解和其基本连接。我也知道从看绝对的最大额定值,即它将在我需要的条件下工作。下一个地方我通常检查的是看看“引脚表”。它有时也称为“针描述”。每个引脚旁边的简短描述令人难以用作参考。当我设计具有IC的电路时,引脚描述表是我回顾一下的最常用的引用之一。它通常位于示例电路和绝对最大额定值之间。

IC数据表引脚描述表突出显示什么引脚做什么,使用每个简短的描述。

图4:PIN描述表提供了有关PIN的内容,提供有关PIN的有用信息。

我们可以快速浏览引脚描述表,以得到一个概述什么引脚做什么。例如,我们可以在图4中看到RT /同步引脚设置开关频率。它没有说我们使用的电阻值是多少。对此,我们可以参考操作描述中的“RT/SYNC PIN和切换配置模式”部分。下面的图5显示了该部分中的表格。它列出了每个感兴趣的开关频率的电阻值。

这显示了数据表中的频率表。它显示了用于不同频率的电阻。

图5:“RT/SYNC PIN and Mode of Switching Configuration”频率设置表

原理框图

这显示了数据表内的IC的框图

图6:所有数据表显示了IC的某些类型的内部框图。

几乎所有的数据表都有一个框图。SiC45x如图6所示。我并不总是参考它们,但当你需要它们时,有它们作为参考真的很好。它们有助于确定:

  1. 分开的土地是如何连接的。
  2. 零件用途的驱动电路是什么类型的。
  3. 如何绕过部分部分。
  4. 如何生成内部电压。
  5. 许多其他基本物品。

所有这些图表怎么样?

SIC45x数据表包含超过9页不同的图表!下面的图7显示了其中一个页面。老实说,我往往不会常常专注于它们。浏览图表在读取数据表时不会进入我的标准工作流程。然而,肯定是他们帮助,特别是看到启动行为。所以对我来说,它们与块图类似,很高兴在你需要时拥有!

数据表包含一页页的操作图表。这突出了其中一些

图7:该数据表中9页图表中的一页!

PCB布局的建议

现在,我们来到解释为什么我选择了这篇文章的部分!大多数IC没有一个特定的PCB布局部分,除非布局对其操作至关重要。一个开关调节器可能是最直接的例子,一个部件需要一个坚实的布局。下面的图8显示了第一个三页关于布局的建议。老实说,我不记得曾经见过一个数据表有三页讨论布局。这是一件非常好的事情,我希望更多的制造商将包含这么多细节!

数据表中PCB布局建议的第一页。它突出了V/gnd平面和解耦

图8:关于PCB布局建议的三页中的第一页。

我在几乎每个设计视频或Livestream都提到了一些东西。不要将数据表PCB布局推荐视为要求。通常情况下,制造商虽然本意是好的,但实际上不会给出很好的建议。所以,如果他们有一个布局推荐部分,这就是我要做的。我会100%参考它,但只是把它作为基线。然后,我将根据我认为合适的情况对其进行调整。(通常情况下,他们说的词是有效的,但他们会在布局的图片上做一些愚蠢的事情。)

永远不要忘记勘误表!

在读取数据表时,理解勘误表是什么是至关重要的。当数据表第一次发布时,通常在打印中有错误。随着时间的推移,工程师将这些错误报告给制造商,或者他们在内部发现这些错误。然后,他们将修复错误,并在勘误表的数据表末尾提到这一点。这也意味着,您必须始终确保拥有数据表的最新版本。不要相信DigiKey/Mouser/etc,对于关键部分,直接从制造商的网站获得数据表!

其他时候(特别是MCU的)他们会发布第二个勘误表文档,突出显示原始数据表中的错误。此外,这些勘误表有时会显示物理IC的问题,例如,如果自定义MCU应该有8个ADC引脚,但其中一个引脚目前不能作为一个。他们将在勘误表中列出引脚xxx不能作为ADC,并将在以后的修订中修复。

结论

本文的目标是分析我如何剖析一个新的数据表。虽然每个数据表略有不同,但它们之间存在共性。以SiC45x为例,我突出显示了要在文档中查找的关键点。希望这些提示将使阅读数据表在未来成为一件轻而易举的事!

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