SM3470BB data sheet(Japanese)

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1 エンコーダ用逓倍 IC 概要 SM3470BB はエンコーダ向けの逓倍 IC です エンコーダの移動量検出 2 相アナログ信号 (A 相,B 相 ), 原点検出アナログ信号 (Z 相 ) に対して 所望の逓倍数に応じた 2 相ディジタル信号 (A 相,B 相 ) 及び原点検出ディジタル信号 (Z 相 ) を出力します 逓倍数の切り換え機能, 入力信号の調整機能用 EEPROM を内蔵することで小型化 また入出力信号とも高速動作に対応します 特長 逓倍数切り換え機能: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 5, 10, 20 から選択 オフセット調整機能 入力周波数:500kHz (max) 出力周波数:2.5MHz (max) 電源電圧範囲: 2.7~5.5V 動作温度範囲: -40~+125 パッケージ: 24 pin QFN(size:4mm 4mm) オーダーインフォメーション Device SM3470BB Package 24 pin QFN 外形寸法図 4.00±0.1 S B 0.2 S A A B C ± ± ± ±0.1 C // 0.2 S S ± MAX 0 MIN 0.65 MAX 0.22± M SAB 0.08 S [unit:mm] SEIKO NPC CORPORATION - 1

2 端子配置 QFN24 package (Top View) IO1 NC NC IO2 IO3 B BN A AN Z ZN 25 TP VPP 端子説明端子番号 端子名 I/O 機能 1 VSS - グラウンド端子 2 NC - No Connection Pin 3 VDD - 電源端子 4 DA O 移動量検出信号出力端子 (A) 5 DB O 移動量検出信号出力端子 (B) 6 DZ O 原点検出信号出力端子 (Z) 7 IO1 O 汎用出力端子 1 8 NC - No Connection Pin 9 NC - No Connection Pin 10 IO2 O 汎用出力端子 2 11 IO3 O 汎用出力端子 3 12 VPP - EEPROM アクセス用高電圧印加端子 13 DATA I/O シリアルインターフェース用データ入出力端子プルダウン抵抗付き 14 CLK I シリアルインターフェース用クロック入力端子プルダウン抵抗付き 15 CE I シリアルインターフェース用イネーブル入力端子プルダウン抵抗付き 16 NC - No Connection Pin 17 NC - No Connection Pin 18 NC - No Connection Pin 19 ZN I 原点検出逆相信号入力端子 20 Z I 原点検出信号入力端子 21 AN I 移動量検出信号 (-cos) 入力端子 22 A I 移動量検出信号 (cos) 入力端子 23 BN I 移動量検出信号 (-sin) 入力端子 24 B I 移動量検出信号 (sin) 入力端子 25 TP - サーマル PAD VSS に接続もしくは OPEN *I: 入力端子 O: 出力端子 I/O: 入力 / 出力端子を示す SEIKO NPC CORPORATION - 2

3 ブロック図 絶対最大定格項目 記号 条件 定格 単位 電源電圧 1 *1 V DD VDD 端子 -0.3 ~ +6.5 V 電源電圧 2 *1 V PP VPP 端子 V DD ~ V *1,*3 入力電圧 V IN *5 入力端子 -0.3 ~ V DD +0.3 V *1,*3 出力電圧 V OUT *6 出力端子 -0.3 ~ V DD +0.3 V *2 接合温度 T j +150 *1 許容損失 P D T a = 25 * mw *4 保存温度 T stg1-40 ~ +125 EEPROM データ保持温度 T stg EEPROM 書換え回数 N W 10 回 *1. 一瞬たりとも超えてはならない値です 万一超えた場合は IC の破壊 特性劣化 信頼性低下の懸念があります *2. 超えないようにご使用ください 万一超えた場合は 特性劣化 信頼性低下の懸念があります *3. 定格に記載の V DD は 推奨動作条件に定める動作電源電圧 (V DD ) の規格値を示します *4. N2 または真空雰囲気で 梱包材を含まない単体保存の場合です *5. 対象は CE,CLK,DATA,A,AN,B,BN,Z,ZN の各端子です *6. 対象は DATA,DA,DB,DZ,IO1,IO2,IO3 の各端子です * mm 配線率 150% FR-4 4 層基板 ( サーマルパッド接続あり ) の場合です なお 基板仕様 フットパターン等の違いにより異なります SEIKO NPC CORPORATION - 3

4 Power dissipation Pd [mw] Power Dissipation Operating temperature Ta [ C] 推奨動作条件推奨動作条件とは 電気的特性を保証する条件です V SS =0V 項目記号条件 MIN TYP MAX 単位 電源電圧 1 V DD VDD 端子 VSS 端子間 V *1 電源電圧 2 V PP VPP 端子 VSS 端子間 書き込み時 V 入力電圧 V IN V SS V DD V 動作周囲温度範囲 T a *1. EEPROM アクセス時以外は VPP 端子を OPEN にして使用してください * 推奨動作条件範囲外で使用すると信頼性に影響を与える場合がありますので この範囲内で使用して下さい 電気的特性 DC 電気的特性 特記なき場合 推奨動作条件 V DD =2.7~5.5V V SS =0V,Ta=-40~+125 と同じ 項目端子記号条件 MIN TYP MAX 単位 消費電流 V DD I DD 無負荷時 25 *1 36 ma ロジック入力電圧 CE CLK DATA V IH 0.7V DD V DD V IL V SS 0.3V DD V ロジック入力電流 CE CLK DATA I IH V IN =V DD,Ta= I IL V IN =V SS,Ta=25-1 μa V OH I out = +1mA V DD -0.4 ロジック出力電圧 DATA V OL I out = -1mA 0.3 *1 TYP の条件 :V DD =5V,T a =25,16 逓倍, 出力無負荷時 V SEIKO NPC CORPORATION - 4

5 アナログ回路電気的特性 特記なき場合 推奨動作条件 V DD =2.7~5.5V V SS =0V,Ta=-40~+125 と同じ *1 入力電圧範囲 *2 出力電圧 項目記号条件 MIN TYP MAX 単位 V inhl 1 V DD -1 V V outh V outl I out = +1.5mA ディジタル出力時 I out = -1.5mA ディジタル出力時 V DD -0.4 V 0.3 V 入力周波数 f in 500 khz 出力周波数 f out 2.5 MHz *3 角度誤差 (max - min) A RAL V DD =5.0V, 16 逓倍入力周波数 =10kHz シングルエンド入力時入力振幅 =3.0V pp 3 度 立ち上り / 立ち下り時間 t rf 0.1V DD ~0.9V DD CL=20pF 10 ns *1. 対象は A,AN,B,BN,Z,ZN の各端子です *2. 対象は DA,DB,DZ, IO1, IO2, IO3 の各端子です *3. 逓倍出力 DA,DB について 理想位相差からの誤差を対入力周期換算の位相差で表記しています 3 度を対出力周期での % 表記に換算すると 13.3% ((1) 式参照 ) となります 3deg 16逓倍 = 13.3% 360deg (1) 角度誤差 A RAL は入力周期 (T PIN ) 基準で規定しています出力周期 (T POUT ) 基準の表記との対応は下記の通りです SEIKO NPC CORPORATION - 5

6 シリアルインターフェース AC 特性 特記なき場合 推奨動作条件 V DD =2.7~5.5V V SS =0V,Ta=-40~+125 と同じ 項目 記号 条件 MIN TYP MAX 単位 CLK 周期 t CLK 1000 ns CLK H パルス幅 t WH 400 ns CLK L パルス幅 t WL 400 ns CLK 立ち上がり / 立ち下がり時間 t RF 100 ns CE セットアップ時間 t CS 200 ns CE ホールド時間 t CH 200 ns 書き込みデータセットアップ時間 t DS 書き込み時 DATA 端子 100 ns 書き込みデータホールド時間 t DH 書き込み時 DATA 端子 100 ns データ遅延時間 t RD 読み出し時 CL=20pF 200 ns 出力ディスエーブル時間 t RZ CL=20pF DATA 端子 200 ns インターフェース間待ち時間 t SI 500 ns EEPROM 書き換え時間 t MW 25 ms SEIKO NPC CORPORATION - 6

7 機能説明 調整回路 エンコーダからの移動量検出 2 相アナログ信号 (A 相,B 相 ) 原点検出アナログ信号(Z 相 ) についてオフセット調整を行う回路ブロックです オフセット調整の設定はレジスタデータにより行います 詳細は 13 ページ アナログ調整ビット割付 を参照してください オフセット調整手順として最初に逆相出力用アンプ (IO1, IO2, IO3 をモニタ ) を内部基準電圧 (V DD /2) に対してオフセット調整 (FA,FB,FZ) し その後正相出力用アンプ (DA, DB, DZ をモニタ ) のオフセット調整 (FAN,FBN,FZN) を実施してください A,B,Z 相の入力をシングルエンドとして使用する場合は 動作モード設定により AN,BN,ZN 端子を V DD /2 レベルに設定することが可能です オフセット調整例 (V DD =5.0V) 3200 AB 相逆相出力アンプオフセット調整例 3200 Z 相逆相出力アンプオフセット調整例 AB 相正相出力アンプオフセット調整例 Z 相正相出力アンプオフセット調整例 逆相出力アンプオフセット電圧 逆相出力アンプオフセット電圧 正相出力アンプオフセット電圧 正相出力アンプオフセット電圧 調整データ FA,FB 調整データ FZ 調整データ FAN,FBN 調整データ FZN SEIKO NPC CORPORATION - 7

8 逓倍回路調整回路でオフセットを補正した入力信号を抵抗分割してコンパレータで 2 値化 論理演算処理によってレジスタデータにより選択される逓倍数に応じた 2 相ディジタル信号を出力します 逓倍数の切り換えパターンは 1,2,4,8,16,32,5,10, 20 の 9 パターンです 逓倍数の設定はレジスタに書かれた 4Bit(TB[3:0]) のデータにて設定します SEIKO NPC CORPORATION - 8

9 タイミングチャート 逓倍ファンクション Z 相入出力タイミング SEIKO NPC CORPORATION - 9

10 SEIKO NPC CORPORATION - 10

11 電源投入時 VDD Power On Reset release NG EEPROM Function EEPROM ALL-DATA READ DATA Verify OK Output (DA,DB,DZ) Output disable Hi-Z Output enable 電源投入時に EEPROM に書き込まれている設定および調整データを自動的にレジスタへ転送します この間出力は Hi-Z となります また レジスタに書き込まれたデータが EEPROM のデータと同じ値か照合を行い不一致の場合 再度 EEPROM からの自動転送が実行され 一致した場合出力が許可されます この自動転送時間は 200us 以内となります なおこの時間内は VPP 端子を開放状態として下さい VPP に電圧を印加した場合自動転送は中断されます シリアルインターフェース SM3470BB の IC にはアナログ回路機能調整および動作モード設定の為のレジスタおよびデータ保持のための EEPROM を内蔵しており これにアクセスする為の 3 線式のシリアルインターフェースが用意されています データ書き込み及び読み出し時以外の不要な CE,CLK,DATA 信号入力は 誤動作の原因となりますので避けてください 電源投入時の EEPROM からレジスタへの自動転送中 シリアルインターフェースは使用禁止となります データフォーマット *CLK が過不足した場合はリードおよびライトデータは保証されません *EEPROM のデータ書込み時間は 15 発および 16 発目の H レベル時間で制御して下さい *EEPROM へデータを書き込んだだけでは 動作設定へは反映されません レジスタへの書込みよって反映されます SEIKO NPC CORPORATION - 11

12 VPP 端子 EEPROM 書き込み用高電圧印加端子 VPP に電圧 (V PP ) を印加するときは VDD 端子の電圧 (VDD) が立ち上がった後に行ってください また V PP を立ち下げるときは V DD よりも先に立ち下げてください アドレス構成 アドレスデータモード A2 A1 A0 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 入力 逓倍数 動作モード設定 ZI ABI TB[3-0] MC[2-0] - * オフセット電圧調整 (A 相逆相出力用アンプ ) オフセット電圧調整 (B 相逆相出力用アンプ ) オフセット電圧調整 (Z 相正 逆相出力用アンプ ) FA[7-0] FB[7-0] FZN[2-0] FZ[5-0] オフセット電圧調整 (A 相正相出力用アンプ ) オフセット電圧調整 (B 相正相出力用アンプ ) Z 相出力パルス幅設定 FAN[4-0] ZTW - *2 - - FBN[4-0] - * *1 アドレス 001, 111 は使用禁止です *2 この Bit は 0 固定として下さい * 出荷時の EEPROM データは ALL=0 となっております SEIKO NPC CORPORATION - 12

13 アナログ調整ビット割付 アナログ入力設定 ZI ABI アナログ入力設定 A 相 B 相 Z 相差動入力対応 A 相 B 相シングルエンド入力対応 Z 相差動入力対応 A 相 B 相差動入力対応 Z 相シングルエンド入力対応 A 相 B 相 Z 相シングルエンド入力対応 シングルエンド入力時 AN, BN, ZN は V DD /2 レベルとなります 逓倍数設定 TB[3:0] TB3 TB2 TB1 TB0 逓倍数 動作モード設定 ( 出力端子設定 ) MC2 MC1 MC0 DA 端子 DB 端子 DZ 端子 IO1 端子 IO2 端子 IO3 端子備考 A 相逓倍出力 B 相逓倍出力 Z 相出力 Hi-Z Hi-Z Hi-Z ディジタルシングル出力 A 相逓倍出力 B 相逓倍出力 Z 相出力 A 相逓倍反転出力 (DA 端子の反転 ) B 相逓倍反転出力 (DB 端子の反転 ) Z 相反転出力 (DZ 端子の反転 ) ディジタル差動出力 A 相アンプ正相出力 B 相アンプ正相出力 Z 相アンプ正相出力 Hi-Z Hi-Z Hi-Z アナログシングル出力 A 相アンプ正相出力 B 相アンプ正相出力 Z 相アンプ正相出力 A 相アンプ逆相出力 B 相アンプ逆相出力 Z 相アンプ逆相出力 アナログ差動出力 使用禁止 SEIKO NPC CORPORATION - 13

14 オフセット電圧調整 FA[7:0] FB[7:0] F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 オフセット 変化量 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 オフセット 変化量 *V DD =5.0V におけるオフセット電圧例です SEIKO NPC CORPORATION - 14

15 オフセット電圧調整 FA[7:0] FB[7:0] つづき F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 オフセット 変化量 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 オフセット 変化量 *V DD =5.0V におけるオフセット電圧例です SEIKO NPC CORPORATION - 15

16 オフセット電圧調整 FZ[5:0] F5 F4 F3 F2 F1 F0 オフセット 変化量 F5 F4 F3 F2 F1 F0 オフセット *V DD =5.0V におけるオフセット電圧例です 変化量 A B 相正相出力アンプ用オフセット電圧調整 FAN[4:0] FBN[4:0] FN4 FN3 FN2 FN1 FN0 オフセット 変化量 FN4 FN3 FN2 FN1 FN0 オフセット *V DD =5.0V におけるオフセット電圧例です 変化量 SEIKO NPC CORPORATION - 16

17 Z 相正相出力アンプ用オフセット電圧調整 FZN[2:0] FN2 FN1 FN0 オフセット 変化量 *V DD =5.0V におけるオフセット電圧例です Z 相出力パルス幅設定 Z 相出力タイミング参照 ZTW パルス幅 (T= 出力周期 ) 0 T/4 (DA=L,DB=L) 1 T(CW 方向時 DA 立下り同期 ) 応用回路例 応用回路例 1 応用回路例 2 SEIKO NPC CORPORATION - 17

18 応用回路例 3 応用回路例 4 SEIKO NPC CORPORATION - 18

19 * この資料に記載されている商品のご使用に際しては 次の点にご注意くださいますようお願い申し上げます 1. この資料に記載されている商品は パーソナル機器 工作機器 計測機器などの一般的な信頼性を必要とする電子機器および電気機器に使用されることを目的として設計 製造されたものであり 航空宇宙機器 原子力制御機器 医療機器 輸送機器 防災機器 防犯機器などの極めて高い信頼性 安全性を必要とする機器に使用されることを想定したものではありません また その故障または誤動作が直接人命に関わる商品に使用されることを想定したものではありません 本資料の商品をこのような機器に使用するご希望がありましたら 必ず事前に当社営業部までお問い合わせください なお 事前のご相談無しに本資料の商品をそのような機器に使用され そのことによって発生した損害等については 当社では一切の責任を負いかねますのでご了承ください 2. この資料に記載されている内容は 商品の特性や信頼性等の改善のため予告なしに変更されることがありますので予めご了承ください 3. この資料に記載されている内容については その商品の使用に際して第三者の知的財産権その他の権利を侵害していないことを保証するものではなく また その実施権の許諾が行われるものでもありません したがって その使用に起因する第三者の権利に対する侵害について当社は責任を負いかねますのでご了承下さい 4. この資料に記載されている回路等の定数は一例を示すものであり 量産に際しての設計を保証するものではありません 5. この資料に記載されている商品の全部または一部が外国為替及び外国貿易法その他の関係法令に定める物資に該当する場合は それらの法令に基づく輸出の承認 許可が必要になりますので お客様にてその申請手続きをお願いいたします セイコ - N P C 株式会社 本社 東京営業所 東京都中央区八丁堀 TEL FAX 那須塩原事業所 栃木県那須塩原市下田野 TEL ( 代 ) FAX 関西営業所 大阪市西区靭本町 TEL ( 代 ) FAX sales@npc.co.jp ND14001-J SEIKO NPC CORPORATION - 19