【導讀】由於更高的組件密度和處理器速度要求更低 用於核心電源的電壓
，多電壓係統開始出現。 第一個這樣的係統是用於邏輯和 核心。FPGA、定製 ASIC 和其他產品的進步增加了 第三，有時是第四，電壓電平。ADI監控器IC 一直跟上日益複雜的產品開發步伐
， 為複雜的多電壓係統提供監測和控製。

隨著處理器變得越來越複雜
，確保正常運行變得越來越複雜，並且對監控電路的要求也越來越高。

多電壓監控器提供上電複位

、正確的排序和連續電壓監控。

當今最先進的處理器的較低電壓要求要求使用新的低壓監視器。

現代監控器提供看門狗定時器、手動複位輸入和電源故障比較器等附加功能。

由於更高的組件密度和處理器速度要求更低 用於核心電源的電壓
，多電壓係統開始出現。 第一個這樣的係統是用於邏輯和 核心。FPGA、定製 ASIC 和其他產品的進步增加了 第三
，有時是第四，電壓電平。ADI監控器IC 一直跟上日益複雜的產品開發步伐
， 為複雜的多電壓係統提供監測和控製。

多電壓監控

在多電壓係統中，產生上電複位（POR）信號的最簡單方法是監視3.3V或5V邏(luo)輯(ji)電(dian)源(yuan)。上(shang)電(dian)時(shi)，當(dang)邏(luo)輯(ji)電(dian)壓(ya)上(shang)升(sheng)到(dao)其(qi)閾(yu)值(zhi)以(yi)上(shang)時(shi)，監(jian)控(kong)器(qi)啟(qi)動(dong)複(fu)位(wei)周(zhou)期(qi)，以(yi)確(que)保(bao)處(chu)理(li)器(qi)有(you)序(xu)開(kai)啟(qi)。隻(zhi)要(yao)處(chu)理(li)器(qi)的(de)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)在(zai)規(gui)格(ge)範(fan)圍(wei)內(nei)（在正常操作期間），監控器就會繼續監視該電壓的瞬態和掉電情況。

但是，在較低內核/電dian源yuan電dian壓ya水shui平ping下xia工gong作zuo的de器qi件jian的de完wan整zheng性xing如ru何he呢ne


？這zhe些xie電dian平ping是shi由you線xian性xing或huo開kai關guan電dian源yuan產chan生sheng的de，那na麼me在zai複fu位wei周zhou期qi過guo後hou
，您nin如ru何he假jia設she它ta們men在zai規gui格ge範fan圍wei內nei呢ne
？在zai多duo電dian壓ya設she計ji中zhong僅jin監jian控kong單dan個ge電dian壓ya

，則ze可ke能neng無wu法fa檢jian測ce到dao供gong電dian不bu當dang的de設she備bei可ke能neng正zheng在zai加jia載zai總zong線xian或huo以yi不bu穩wen定ding的de方fang式shi響xiang應ying，從cong而er導dao致zhi軟ruan件jian偏pian離li其qi預yu期qi程cheng序xu。因yin此ci
，可ke靠kao設she計ji的de良liang好hao基ji礎chu必bi須xu包bao括kuo監jian控kong所suo有you電dian壓ya的de能neng力li。

可用的監控器可以監視兩個、三個甚至四個電源電壓
，可以使用工廠編程的閾值或工廠和電阻可編程閾值的組合。工廠編程的門限通常以低於監控電壓電平50mV至100mV的增量提供
，因此根據其指定的容差選擇監控器。例如，如果監控器係列指定了 3.3V
、3.08V
、2.93V 和 2.63V 的門限，則通過記下所需電壓及其相應的後綴來組成器件的部件號。

gongchangbianchengjiankongqishidanxinpianqijian，wuxuwaibuyuanjianjikejinxingyuzhishezhi。youyuyuzhimeiyoudianzufenyaqi
，yexiaochulegonghaoyuan。lingyifangmian
，dianzukebianchengqijianshihexiwangbimianshiyongtedingyingyongqijiandegongchengshi。yidannindegongsiduitedingzhuguanjinxinglezigerenzheng，ninjiukeyitongguotihuanyigehuolianggedianzuqilaiqingsonggenggaiqiyuzhi。duiyudandianyuanxitong
，ninkeyizaijinyongqitashuruhoushiyongxiangtongdeduodianyajiankongqi。

多電壓係統中的低壓監控

邏輯電平從5.0V和3.3V向2.5V和1.8V移動，因此需要能夠監控低至0.9V電壓的監控器。此類監控器應直接在1.8V電壓下工作
，因為更高的電壓電平並不總是可用。工作和非活動狀態之間的較小差異也使得需要在低至 1.0V 或更低的電源電平時保持有效的複位操作。抑製電源電壓中短時間瞬變的能力（良好的瞬態抗擾度）是(shi)低(di)壓(ya)係(xi)統(tong)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)關(guan)鍵(jian)特(te)性(xing)。許(xu)多(duo)數(shu)據(ju)手(shou)冊(ce)都(dou)包(bao)含(han)瞬(shun)態(tai)持(chi)續(xu)時(shi)間(jian)與(yu)電(dian)壓(ya)過(guo)驅(qu)的(de)關(guan)係(xi)圖(tu)
，使(shi)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)能(neng)夠(gou)通(tong)過(guo)查(zha)看(kan)電(dian)源(yuan)固(gu)有(you)的(de)噪(zao)聲(sheng)特(te)性(xing)來(lai)避(bi)免(mian)令(ling)人(ren)討(tao)厭(yan)的(de)複(fu)位(wei)。

設備操作和功能

目前可用的現成監控器IC係(xi)列(lie)在(zai)滿(man)足(zu)係(xi)統(tong)需(xu)求(qiu)方(fang)麵(mian)非(fei)常(chang)靈(ling)活(huo)。除(chu)了(le)多(duo)電(dian)壓(ya)監(jian)控(kong)外(wai)，它(ta)們(men)還(hai)提(ti)供(gong)使(shi)設(she)計(ji)更(geng)穩(wen)健(jian)且(qie)不(bu)易(yi)受(shou)到(dao)硬(ying)件(jian)和(he)軟(ruan)件(jian)瞬(shun)態(tai)條(tiao)件(jian)影(ying)響(xiang)的(de)功(gong)能(neng)。在(zai)選(xuan)擇(ze)主(zhu)管(guan)時(shi)，以(yi)下(xia)注(zhu)意(yi)事(shi)項(xiang)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。

重置周期：

複位周期是所有監控電壓上升到其複位閾值以上後的延遲間隔
，在此期間複位輸出保持低電平。流行的值是最小值 140 毫秒。因此，在所有監控電壓升至其閾值以上後，複位引腳保持工作狀態至少140毫秒。複位命令將軟件矢量化到特定的代碼位置，從該位置可以啟動有序啟動。

複位也會響應低電壓、手shou動dong複fu位wei或huo看kan門men狗gou超chao時shi而er發fa生sheng。重zhong置zhi初chu始shi化hua代dai碼ma，從cong而er防fang止zhi處chu理li器qi執zhi行xing可ke能neng因yin低di電dian壓ya或huo軟ruan件jian錯cuo誤wu而er損sun壞huai的de代dai碼ma。如ru果guo處chu理li器qi規gui格ge允yun許xu，增zeng加jia或huo減jian少shao重zhong置zhi周zhou期qi可ke能neng更geng合he適shi。可ke用yong器qi件jian提ti供gong 1 毫秒至 1.2 秒的複位周期。

複位周期還允許電源電壓、晶體和鎖相環 （PLL） 穩定。晶體和PLL對複位周期持續時間的影響最大。不帶PLL的20MHz晶體可以使用短超時，但使用PLL鎖相至32MHz的20kHz晶體需要更長的超時。

複位輸出：

/推挽式複位輸出適用於大多數應用
，但也提供其他輸出類型。對於監控器取代與傳統 8051 產品相關的 RC 延遲的應用
，監控器具有高電平有效推挽輸出或//漏極開路輸出，或兩者兼而有之。

loujikailushuchutongchanggenglinghuo。tamenyunxujiandandexianhuolianjie，bingqingsongxingchengzaibutongxitongdianyaxiagongzuodeshebeidejiekou。loujikailushuchuyunxufuweishuchubeiduogedianyuanladi
，erbuhuifashengzhengyong。zhezhonglinghuoxingdedaijiashiwaibushangladianzu。

單電壓係統中的推挽輸出很簡單，但多電壓係統中的推挽輸出需要更加小心。例如，考慮用於監視3.3V和5.0V電源的雙監控器。對於兩個內部電壓監視器，它有一個推挽複位輸出，可以在地和3.3V電源軌之間擺動
，或者（在另一個版本中）在地和5V電源軌之間擺動。在這種情況下，您可以選擇電壓擺幅與處理器複位輸入兼容的版本。或者，雙監控器可能有兩個輸出 - 一個與3.3V監視器相關聯，另一個與5V監視器相關聯。您可以選擇每個輸出擺幅到相應監控軌的版本
，或者兩個輸出擺幅到同一軌。

負向瞬變免疫：

嘈(cao)雜(za)的(de)數(shu)字(zi)環(huan)境(jing)會(hui)對(dui)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)施(shi)加(jia)電(dian)壓(ya)瞬(shun)變(bian)
，無(wu)論(lun)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)是(shi)由(you)線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)還(hai)是(shi)開(kai)關(guan)轉(zhuan)換(huan)器(qi)產(chan)生(sheng)的(de)。關(guan)鍵(jian)目(mu)標(biao)是(shi)避(bi)免(mian)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)期(qi)間(jian)的(de)誤(wu)複(fu)位(wei)

，同(tong)時(shi)保(bao)持(chi)對(dui)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)的(de)連(lian)續(xu)監(jian)控(kong)。圖(tu)表(biao)（典型器件的數據手冊中提供）提供了有關瞬態過驅幅度和持續時間的組合將導致器件複位的指導（圖 1）。

圖1.MAX6381的典型瞬態持續時間與過驅的關係（圖表）

如您所見，50μsec、50mV 瞬態電壓不會重置器件;重(zhong)置(zhi)僅(jin)針(zhen)對(dui)持(chi)續(xu)時(shi)間(jian)較(jiao)長(chang)或(huo)幅(fu)度(du)更(geng)大(da)的(de)瞬(shun)變(bian)發(fa)生(sheng)。因(yin)此(ci)，該(gai)圖(tu)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)種(zhong)避(bi)免(mian)可(ke)怕(pa)的(de)麻(ma)煩(fan)重(zhong)置(zhi)的(de)方(fang)法(fa)。請(qing)注(zhu)意(yi)，具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)瞬(shun)態(tai)抑(yi)製(zhi)水(shui)平(ping)的(de)監(jian)控(kong)器(qi)也(ye)可(ke)能(neng)允(yun)許(xu)使(shi)用(yong)需(xu)要(yao)較(jiao)少(shao)濾(lv)波(bo)的(de)低(di)成(cheng)本(ben)電(dian)源(yuan)（假設處理器可以容忍由此產生的電源電壓變化）。

看門狗定時器：

kanmengoudingshiqijianzharuanjianshifouzhengquezhixing。ruguoruanjianyincuowuhuoyingjianguzhangerxianruxunhuan，kanmengoudingshiqijiangzhongzhichuliqibingyunxuqizhongxinchushihuazishen。weibimianfuwei
，ruanjianbixuzaimeigedingshiqizhouqijieshuqianzaikanmengoushuruduanshengchengbianyanzhuanhuan。bianyanzhuanhuan（而不是低電平有效或高電平輸入）消除了由於處理器輸出鎖定而禁用看門狗的可能性。您必須在軟件中將定時器複位（邊沿轉換）放置在確保在超時期限過前重置看門狗的位置。

shixiankanmengoudingshiqideyishushifangzhidingshiqifuwei
，yibiantamenpaichukazhuxunhuandekenengxing。yigefangbiandetishishizaixuliezhongdexiayigelichengzhongqiangzhicongdidaogaodezhuanhuan
，zaixuliezhongdexiayigelichengzhongqiangzhiconggaodaodidezhuanhuan。ranhou，ruguoruanjiankazaiqizhongyigelichengzhong，jiangjinxingzhongzhi。zaidangezichengxuzhongfangzhidi-高-低脈衝不會產生複位，因此軟件可以保持鎖定狀態。

為(wei)了(le)適(shi)應(ying)具(ju)有(you)擴(kuo)展(zhan)上(shang)電(dian)和(he)穩(wen)定(ding)要(yao)求(qiu)的(de)處(chu)理(li)器(qi)
，一(yi)些(xie)監(jian)控(kong)器(qi)提(ti)供(gong)更(geng)長(chang)的(de)初(chu)始(shi)看(kan)門(men)狗(gou)周(zhou)期(qi)。較(jiao)長(chang)的(de)時(shi)間(jian)段(duan)允(yun)許(xu)處(chu)理(li)器(qi)有(you)時(shi)間(jian)初(chu)始(shi)化(hua)和(he)配(pei)置(zhi)自(zi)身(shen)，然(ran)後(hou)再(zai)實(shi)施(shi)後(hou)續(xu)更(geng)短(duan)
、更嚴格的看門狗間隔。

手動複位：

手(shou)動(dong)複(fu)位(wei)使(shi)用(yong)戶(hu)和(he)功(gong)能(neng)測(ce)試(shi)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)輕(qing)鬆(song)訪(fang)問(wen)重(zhong)置(zhi)處(chu)理(li)器(qi)。一(yi)些(xie)監(jian)控(kong)器(qi)產(chan)品(pin)提(ti)供(gong)帶(dai)內(nei)部(bu)上(shang)拉(la)電(dian)阻(zu)的(de)低(di)電(dian)平(ping)有(you)效(xiao)輸(shu)入(ru)，無(wu)需(xu)外(wai)部(bu)電(dian)阻(zu)，還(hai)允(yun)許(xu)使(shi)用(yong)簡(jian)單(dan)的(de)開(kai)關(guan)接(jie)口(kou)。與(yu)手(shou)動(dong)複(fu)位(wei)輸(shu)入(ru)相(xiang)關(guan)的(de)另(ling)一(yi)個(ge)規(gui)格(ge)是(shi)毛(mao)刺(ci)抑(yi)製(zhi)。為(wei)避(bi)免(mian)意(yi)外(wai)或(huo)令(ling)人(ren)討(tao)厭(yan)的(de)複(fu)位(wei)
，輸(shu)入(ru)應(ying)抑(yi)製(zhi)短(duan)時(shi)間(jian)毛(mao)刺(ci)。這(zhe)種(zhong)毛(mao)刺(ci)抑(yi)製(zhi)電(dian)路(lu)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)防(fang)止(zhi)意(yi)外(wai)複(fu)位(wei)，而(er)且(qie)無(wu)需(xu)外(wai)部(bu)開(kai)關(guan)去(qu)抖(dou)動(dong)電(dian)路(lu)。

手動重置通常會觸發重置周期。但是，為了減少測試時間，重置周期應該很短。MAX6390 IC的周期約為標準複位周期的八分之一（對於MAX6390D4
，手動複位脈衝最小值為140msec，複位周期為1.12秒）。

除(chu)了(le)電(dian)平(ping)敏(min)感(gan)的(de)手(shou)動(dong)複(fu)位(wei)輸(shu)入(ru)外(wai)，某(mou)些(xie)應(ying)用(yong)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)邊(bian)沿(yan)敏(min)感(gan)型(xing)輸(shu)入(ru)，以(yi)確(que)保(bao)處(chu)理(li)器(qi)在(zai)固(gu)定(ding)的(de)時(shi)間(jian)段(duan)內(nei)複(fu)位(wei)，而(er)不(bu)是(shi)取(qu)決(jue)於(yu)手(shou)動(dong)複(fu)位(wei)輸(shu)入(ru)保(bao)持(chi)低(di)電(dian)平(ping)的(de)時(shi)間(jian)。該(gai)功(gong)能(neng)對(dui)於(yu)減(jian)少(shao)產(chan)品(pin)組(zu)裝(zhuang)和(he)測(ce)試(shi)時(shi)間(jian)非(fei)常(chang)方(fang)便(bian)。

過壓和負壓監控：

對dui於yu執zhi行xing自zi檢jian的de醫yi療liao或huo安an全quan相xiang關guan設she備bei，可ke以yi使shi用yong監jian控kong器qi來lai檢jian測ce過guo壓ya和he欠qian壓ya情qing況kuang。這zhe些xie器qi件jian具ju有you電dian阻zu可ke編bian程cheng輸shu入ru
，當dang監jian控kong電dian壓ya超chao過guo閾yu值zhi時shi強qiang製zhi複fu位wei。與yu欠qian壓ya情qing況kuang一yi樣yang
，過guo大da的de電dian壓ya會hui導dao致zhi固gu件jian和he硬ying件jian出chu現xian意yi外wai結jie果guo。強qiang製zhi處chu理li器qi重zhong置zhi可ke緩huan解jie潛qian在zai的de不bu安an全quan情qing況kuang。

模擬輸出故障可以通過多種方式發生，但簡單的負電壓監視器可以確認預期的電源電壓是否存在且符合規格。例如，具有-5V或-15V電dian源yuan軌gui的de模mo擬ni模mo塊kuai通tong常chang產chan生sheng模mo擬ni輸shu出chu，而er沒mei有you電dian源yuan電dian壓ya反fan饋kui來lai驗yan證zheng其qi有you效xiao性xing。幸xing運yun的de是shi，過guo壓ya監jian控kong器qi也ye可ke以yi監jian測ce負fu電dian壓ya。對dui於yu過guo壓ya情qing況kuang

，電dian源yuan電dian壓ya由you該gai電dian壓ya和he Vcc 之間的外部電阻分壓器檢測（圖 2）。

圖2.負電壓監測采用MAX6347

電源排序：

為了防止閂鎖並最大限度地提高上電期間的可靠性，多電壓係統通常要求對VI/O至Vcore或Vcore至VI/O電壓進行排序或跟蹤。跟蹤通常意味著I/O和內核電壓必須一起上升
，並且（通常）內核電壓不得超過I/O電壓0.30V。排序通常意味著I/O電壓必須在內核電壓之前上升。係統還可以指定 I/O 和內核電壓上升之間的延遲周期。

一種用於2電壓係統（I/O = 3.3V和內核= 2.5V）的時序控製器采用單電壓監控器來監視3.3V電源。當該電壓高於其閾值時
，監控器會延遲並增強外部 p 溝道 MOSFET（圖 3）。這種方法對於低電流應用具有成本效益，但對於較高電流
，具有低Vgs閾值的低Rdson p-FET的成本可能很高。

圖3.采用MAX6347的電源排序器

對於更高電流的應用
，帶電荷泵的專用電源排序器可能更有效。如前例所示，該電路監視電源電壓並激活外部FET以啟動第二個電源。然而，IC器件允許使用成本低於p溝道器件的n溝道FET。內部電荷泵提供 5.0V 的 Vgs，這充分增強了為第二個電源供電的 n-FET。n-FET不僅成本更低;它的Rdson明顯更低。

例如
，MAX6819和MAX6820為SOT-23電源排序器，無需外部電荷泵電容。MAX6819具有固定的200msec延遲，MAX6820具有可變延遲。外部電容器根據關係設置延遲。

t延遲（秒） = 2.484x10-6（賽特）。

這些IC還可以在具有兩個以上電源電壓的應用中實現簡單的排序。要對所有電源進行排序，隻需為每個額外的電源電壓添加一個時序控製器（圖 4）。

圖4.對額外的供應進行排序。

電源故障比較器：

如果您的係統必須提供斷電或低電池電壓的預警，則可以選擇包含邏輯電平複位電路和電源故障比較器的監控器。例如
，對於MAX6342係列的IC，複位門限經過工廠調整。一個外部電阻分壓器設置功率損耗或低電池電量檢測的閾值。由於閾值為1.25V
，因此可以監控高於和低於V的電壓抄送，最小閾值為 1.25V。如需額外的電源電壓
，請選擇具有漏極開路輸出的器件，該器件允許使用第二個監控器來監視其他內核電壓。

電壓檢測：

jiankongxitongzhongsuoyoudianyuandianyadezhongyaoxingzenmeqiangtiaodoubuweiguo。takeyitongguofankuizhixing，yekeyiyouqudongchuliqifuweiyinjiaodejiankongqizhixing。fankuidexingshikeyishiceliangxitongdianyadeA/D轉換器，也可以是軟件常規監控設備功能。這兩種方法都可以確保工程師在電路板上獲得適當的電源。

另(ling)一(yi)種(zhong)簡(jian)單(dan)的(de)方(fang)法(fa)與(yu)電(dian)壓(ya)檢(jian)測(ce)器(qi)達(da)到(dao)相(xiang)同(tong)的(de)結(jie)果(guo)。電(dian)壓(ya)檢(jian)測(ce)可(ke)能(neng)比(bi)監(jian)控(kong)提(ti)供(gong)更(geng)多(duo)信(xin)息(xi)，因(yin)為(wei)它(ta)可(ke)以(yi)指(zhi)示(shi)哪(na)個(ge)電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)有(you)問(wen)題(ti)。監(jian)控(kong)通(tong)常(chang)將(jiang)所(suo)有(you)電(dian)壓(ya)“或”放(fang)在(zai)一(yi)起(qi)並(bing)產(chan)生(sheng)單(dan)個(ge)複(fu)位(wei)，而(er)多(duo)電(dian)壓(ya)檢(jian)測(ce)器(qi)通(tong)常(chang)提(ti)供(gong)漏(lou)極(ji)開(kai)路(lu)輸(shu)出(chu)，可(ke)以(yi)單(dan)獨(du)檢(jian)查(zha)以(yi)確(que)定(ding)問(wen)題(ti)的(de)根(gen)源(yuan)。四(si)路(lu)電(dian)壓(ya)監(jian)視(shi)器(qi)具(ju)有(you)獨(du)立(li)的(de)漏(lou)極(ji)開(kai)路(lu)輸(shu)出(chu)。此(ci)類(lei)器(qi)件(jian)可(ke)包(bao)括(kuo)電(dian)阻(zu)可(ke)編(bian)程(cheng)門(men)限(xian)以(yi)及(ji)工(gong)廠(chang)編(bian)程(cheng)門(men)限(xian)
，以(yi)適(shi)應(ying) 1.8V
、2.5V
、3.3V、5.0V 或 -5.0V 的電源電壓。內部精密基準電壓源和內部分壓器使這些IC非常緊湊。

總結

多種電源電壓、不bu斷duan縮suo小xiao的de芯xin片pian幾ji何he形xing狀zhuang以yi及ji日ri益yi重zhong要yao的de產chan品pin可ke靠kao性xing規gui格ge相xiang結jie合he

，提ti高gao了le對dui電dian源yuan電dian壓ya進jin行xing全quan麵mian監jian控kong或huo監jian控kong的de需xu求qiu。本ben文wen介jie紹shao了le可ke用yong於yu此ci目mu的de的de產chan品pin，以yi及ji產chan品pin功gong能neng對dui於yu設she計ji可ke靠kao係xi統tong至zhi關guan重zhong要yao。

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