MAX9979中的参数测量单元(PMU)模块负责强制和测量电流和电压。电压范围为-1.5V ~ 6.5V，满量程电流范围为±2µA ~±50mA。MAX9979的电压和电流箝位功能使PMU在经过一些仔细考虑后更加通用。

了解PMU功能至关重要，因此本应用程序将首先涵盖PMU模式和操作范围。然后，PMU夹钳的使用将详细介绍。

PMU模式和操作范围

MAX9979 PMU可以配置为六种工作模式，如表1所示。

1. 力电压/电压测量(FVMV)

2. 力电压/电流测量(FVMI)

3. Force-Current /电流测量(FIMI)

4. Force-Current /测量电压(FIMV)

5. Force-Nothing /测量电压(FNMV)

6. Force-Nothing / Measure-Nothing (FNMN)

根据满量程电流范围的选择，PMU的力电流和测量电流可以通过三个控制字(RS2、RS1和RS0)在不同的电流范围内进行操作或控制，如表2所示。

有关PMU操作的更多详细信息，请参阅MAX9979引脚电子IC的PMU模式操作。

PMU电压/电流钳

PMU电压或电流箝位确保DUT_电压和电流不能分别超过箝位的电压和电流。PMU电压钳在FI模式下可用，而电流钳在FV模式下可用。当PMU电压/电流箝位有效时，在其限制范围内，MV和MI功能仍然有效。

设置CLAMPHI和CLAMPLO_数字转换器(DAC)分别设置高钳位电压(V(CLAMPHI))和低钳位电压(V(CLAMPLO))。在FI模式下，用户可以直接使用CLAMPHI_和CLAMPLO_ dac设置电压箝位。对于电流钳I(IOS)， DAC (V(IIOS))需要与CLAMPHI_和CLAMPLO_ DAC一起设置。钳位大电流(I(CLAMPHI))和钳位小电流(I(CLAMPLO))方程如下。

I(clamphi) = (v (clamphi) - v (iios))/ r (range)

V(clamphi) = (i (clamphi) × r (range)) + V(iios)

示例1:

考虑PMU在FVMI模式和范围B工作。

考虑到V(IIOS) DAC电压为2.5V, 1K?为被测设备负载。将I(CLAMPHI)固定为2mA, I(CLAMPLO)固定为-2mA。V(IN)_从2V开始，逐渐减小。下表3的计算采用公式1和公式2。

随着V(IN)_的逐渐减小，V(DUT)_和I(DUT) _也随之减小。MAX9979 PMU的测量电流偏置(I(MOS))为±1% FSR(如数据手册的EC表所述)。由于PMU工作范围为B (FSR = 4mA)，因此预期的最大电流偏移为±40µA。如果I(DUT)的偏移量大于±40µA，则输出不理想。在表3中，蓝绿色是理想的，而橙色是不理想的。对于PMU，需要满足两个条件。

在FI模式下保持线性:

(V (CLAMPLO) + 0.5 V) = V (DUT) = (V (CLAMPHI) - 0.5 V)

在FV模式下保持线性:

(i (clamplo) + 10% fsr) = i (dut) = (i (clamplo) - 10% fsr)

示例2:

考虑PMU在FVMI模式和范围B工作。

Fmode = 0, mmode = 0, range = 500?， FSR = 4mA

考虑到V(IIOS) DAC电压为2.5V, 1K?为DUT_负载。固定V(IN)_ DAC电压为1V。改变钳位电流从2mA到0mA。下表4的计算采用公式1和公式2。

期望I(DUT) = V(DUT)/R(LOAD) = 1V/1K?=±1马

注:±符号表示MAX9979器件既可以输入电流，也可以接收电流。

在B范围工作:10% FSR = 10%的4mA = 0.4mA

由式4，对设备作如下假设:

I(dut) = (I(clamphi) - 10% fsr)

I(dut) + 10% FSR = I(clamphi)

I(CLAMPHI) = 1mA + 0.4mA = 1.4mA

同理，I(CLAMPLO) = -1.4mA

V(IN)在1V恒定。在FVMI模式下，我们期望V(DUT) = 1V。因此I(DUT) = V(DUT)/R(DUT) = 1V/1K?= + 1马。从橙色行中可以看出，当I(CLAMPHI)小于1.4mA时，V(DUT)和I(DUT)的值都不是期望值。在这种情况下，I(DUT)偏置误差大于±40uA。

示例3:

考虑PMU在FVMI模式和范围B工作。

Fmode = 0, mmode = 0, range = 500?， FSR = 4mA

考虑到V(IIOS) DAC电压为2.5V, 1K?为DUT_负载。固定VIN_ DAC电压为1.5V, I(CLAMPHI)为2mA。改变I(CLAMPLO)从-2mA到1.4mA。下表5的计算采用公式1和公式2。

由方程4，

(i (clamplo) + 10% fsr) = i (dut) = (i (clamplo) - 10% fsr)

(i (clamplo) + 10% fsr) = (i (clamphi) - 10% fsr)

I(clamphi) - I(clamplo) = 20% FSR

V(clamphi) - V(clamplo) = (20% fsr) × r (range);从方程1和2。

示例4:

考虑FIMV模式下的PMU和范围B操作。

Fmode = 1, mmode = 1, r (range) = 500?， FSR = 4mA

考虑到V(IIOS) DAC电压为2.5V, 1K?为DUT_负载。将V(IN) DAC电压固定为5.5V。将钳位电压由±2.5V改为±1.5V。

当PMU处于FI模式时，电压钳进入画面。由方程3，

(V (CLAMPLO) + 0.5 V) = V (DUT) = (V (CLAMPHI) - 0.5 V)。

在FI模式下，流出被测设备的电流按下式5计算。

Dut = (v (in) - v (iio))/(4 × r (range))

在那里;

I(dut) = (5.5 - 2.5)/(4 × 500)

I(DUT) = 1.5mA

V(DUT) = I(DUT) × R(LOAD) = 1.5mA × 1K?= 1.5 v

预期被测电压为1.5V，钳位电压应比预期被测电压高0.5V。当钳位电压与被测件电压相同时，被测件电压开始下降(见图中橙色行)。电压偏移量(V(MOS))增加25mV以上。

总结

本应用笔记为用户提供了在线性区域操作PMU的指南。它很简单，有以下两个方程:

在FI模式下保持线性:

(V (CLAMPLO) + 0.5 V) = V (DUT) = (V (CLAMPHI) - 0.5 V)

在FV模式下保持线性:

(i (clamplo) + 10% fsr) = i (dut) = (i (clamplo) - 10% fsr)

附录-缩写:

FI -力电流

FSR -全尺寸点火

FV—力电压

I(CLAMPHI) -高钳位电流

I(CLAMPLO) -低钳位电流

I(DUT) -被测件输出电流

I(RANGE) -当前范围

MI -测量电流

MV -测量电压

参数化测量单元

V(CLAMPHI) -高钳位电压

V(CLAMPLO) -低钳位电压

V(DUT) -被测件输出电压