TRAC? SUPPORT CIRCUIT（TRAC - S2）：助力信號處理電路設計的利器

在電子工程師的日常工作中，高效且可靠的信號處理電路設計是一個永恒的追求。今天，我們就來深入探討一下TRAC? SUPPORT CIRCUIT（TRAC - S2）這款產品，看看它是如何在信號處理領域大顯身手的。

一、TRAC家族與TRAC - S2概述

TRAC家族的現場可編程模擬設備為信號處理問題提供了從問題到硅解決方案的集成路徑，能在短短幾分鐘內實現。TRAC（Totally Reconfigurable Analog Circuit）是一種高度靈活的單芯片解決方案，適用于眾多市場中的信號處理問題。它引入了自上而下的結構化設計原則，實現了快速實施、原型制作和產品發布。與傳統的基于組件級別的設計不同，TRAC采用計算方法，為設計師帶來了以往只有可編程數字設備才具備的優勢，還為高產量用戶提供了定制硅解決方案的途徑。

而TRAC - S2作為TRAC的支持電路，進一步簡化了電路集成和與存儲設備的接口。它在加電時需要加載程序數據，并使用5V的分離電源運行。通過集成加載接口電路、電壓調節、電源監控和熱保護等功能，讓電路設計變得更加輕松。

二、TRAC - S2的特性與優勢

設計與生產優勢

簡化設計與快速原型制作：讓TRAC電路的設計更加容易，生產原型制作速度更快，大大縮短了產品的開發周期。
降低成本：減少了組件數量和制造成本，提高了產品的性價比。

接口與兼容性優勢

簡單連接存儲設備：能夠實現串行輸出EEPROM或其他存儲設備與TRAC的簡單連接。
兼容性良好：與當前和未來的TRAC設備都兼容，具有很強的通用性。

功能優勢

自動程序加載：加電時自動加載程序，并且在電源故障或波動后，電源監控功能會重新加載程序，保證設備的穩定運行。
時鐘控制靈活：片上振蕩器的頻率可由用戶定義，還能自動感應級聯TRAC設備的數量，在程序加載完成后自動停止時鐘。
電源管理出色：簡化了TRAC電源電壓的生成，接地電壓可由用戶定義，熱關斷功能能保護設備免受電路故障導致的過載影響，并且適用于全工業溫度范圍。

三、TRAC - S2的技術參數

絕對最大額定值

參數	數值
電源電壓	0V 到 +7V
電源電流	50mA
工作溫度范圍	-40°C 到 85°C
存儲溫度范圍	-55°C 到 125°C

電氣特性

在溫度為25°C，VDD = 5V，VSS = 0V，CLCR_IN = 0V，AGND_OUT和VSS之間連接100nF電容的測試條件下，各項參數表現如下：

電源電壓工作范圍：4.8V - 5.2V，典型值為5.0V。
電源電流：待機時（CLCR_IN = 0V）為1.5 - 2.8mA，典型值1.9mA；時鐘工作時（CLCR_IN = 5V）為2.9 - 5.5mA，典型值3.7mA。
Rail Splitter：SETV輸入電流典型值為50nA，最大200nA；AGND_OUT輸出電壓在不同條件下有相應的范圍。
Supply Monitor：RESET_OUT閾值電壓、滯后、導通輸出灌電流、關斷輸出電流等都有明確的參數范圍，并且在電源電壓從5.0V到4.0V變化時，傳播延遲為1μS。
Programming Logic：CLK_OUT和NOT CLK_OUT的頻率、最大編程頻率、高輸出電壓等參數也都有詳細規定，DATA_OUT的頻率和高輸出電壓同樣如此。

四、引腳功能描述

引腳	功能
SETV	定義AGND_OUT電壓，通常由分壓器設置
CLCR_IN	高電平有效，用于啟用時鐘
CAP	連接到VSS的電容設置時鐘頻率
AGND_OUT	模擬接地，能夠提供和吸收電流
SELECT	當CLCR_IN為邏輯高電平時有效，啟用存儲設備
CLK_OUT	連接到EEPROM時鐘輸入
NOT CLK_OUT	連接到TRAC時鐘輸入
DATA_OUT	CLK_OUT除以4的結果，連接到串行輸出存儲設備
RESET_OUT	用于TRAC支持電路和TRAC設備的復位

五、典型特性分析

通過一系列的典型特性曲線，我們可以直觀地了解TRAC - S2在不同條件下的性能表現。例如，待機電流和時鐘電流隨溫度的變化曲線，AGND_OUT電壓隨負載電流和溫度的變化曲線，RESET_OUT延遲時間和電壓隨電源電壓的變化曲線，閾值電壓隨溫度的變化曲線，以及時鐘頻率隨電容的變化曲線等。這些曲線為工程師在實際設計中提供了重要的參考依據。

六、電路模塊分析

1. Rail Splitter

該模塊在5V電源之間提供模擬接地軌。通過將外部分壓器連接到SETV引腳，可以將AGND_OUT設置為所需的電位。其輸出級設計能夠為4個TRAC設備及相關電路提供電源，具有低輸出電阻，驅動能力為±20mA。

2. Supply Monitor

采用了精密的ZSM560電源監控設計。RESET_OUT提供信號來復位TRAC編程和操作中涉及的所有設備，確保所有設備能同時開關。

3. Programming Logic

為TRAC和存儲設備提供編程所需的信號。時鐘在片上生成，頻率由外部電容設置。DATA_OUT信號是時鐘頻率除以4的結果，用于初始化EEPROM并促使其輸出數據。SELECT引腳用于啟用EEPROM芯片選擇。此外，該模塊還接收來自最后一個TRAC設備的輸入信號CLCR_IN，當編程完成時，該信號從“高”變為“低”，用于終止CLK_OUT和DATA_OUT信號。

七、應用電路與兼容存儲設備

TRAC - S2的應用電路展示了支持電路、EEPROM和TRAC設備之間的連接方式。如果需要更詳細的電路解釋，可以參考應用筆記AN27 “How to use the TRAC support chip”，該筆記還展示了對多個TRAC設備進行編程所需的電路。同時，還列出了兼容的存儲設備，如ST9346CB1（SGS - Thomson）、93LC46B（Microchip）、NM92C46（National Semiconductor）等。