信路达XD551/XL551定时器芯片：低功耗与高性能的完美结合

在电子工程师的日常设计工作中，定时器芯片是一种常用的基础元件，它能够为电路提供精确的时间控制。今天，我们就来深入了解一下信路达的XD551（DIP8封装）和XL551（SOP8封装）定时器芯片，看看它们有哪些独特的性能和应用特点。

文件下载：XL551.pdf

一、芯片概述

XD551和XL551是信路达推出的单块定时电路，采用LinCMOS®工艺制造。它们具有超低功耗的特点，在(V_{DD}=5V)时，典型功耗仅为1mW。这使得它们在对功耗要求较高的应用场景中具有很大的优势，比如电池供电的设备。

该芯片能够在不稳定模式下工作，其CMOS输出能够实现轨到轨摆动，并且具有高输出电流能力，典型灌电流为100mA，典型拉电流为10mA。输出完全兼容CMOS、TTL和MOS逻辑，可工作在高达2MHz的频率下。

二、功能特性

2.1 输入优先级

芯片的RESET输入可以覆盖TRIG输入，而TRIG输入又可以覆盖THRES输入。这种优先级设置使得芯片在逻辑控制上更加灵活，能够满足不同的设计需求。

2.2 低功耗与低尖峰

芯片在全电源电压范围内功耗较低，并且在输出转换期间能够大大减少电源电流尖峰，从而最大限度地减少了对大去耦电容的需求。

2.3 工作温度范围

XDXL551C的工作温度范围为0°C至70°C，能够满足大多数常规应用的环境要求。

三、电气特性

3.1 绝对最大额定值

在使用芯片时，需要注意其绝对最大额定值，超过这些值可能会对芯片造成永久性损坏。例如，输入电压范围、灌电流、拉电流、连续总功耗等都有相应的限制。具体参数如下：	参数	数值
输入电压范围 (V_{I})（任何输入）	18V
灌电流，放电或输出	-
拉电流，输出 (I_{O})	15mA
连续总功耗	见功耗评级表
工作温度范围	(0^{circ}C) 至 (70^{circ}C)
存储温度范围	(-65^{circ}C) 至 (150^{circ}C)
焊接温度（260°C）	-

3.2 推荐工作条件

芯片的推荐工作条件包括电源电压 (V{DD}) 和工作温度范围 (T{A})。电源电压范围为1V至15V，工作温度范围为0°C至70°C。

3.3 不同电源电压下的电气特性

文档中详细给出了在不同电源电压（(V_{DD}=1V)、(2V)、(5V)、(15V)）和不同温度（0°C至70°C）下的各项电气参数，如阈值电压、触发电压、复位电压、输出电压、电源电流等。这些参数对于工程师在设计电路时进行精确的计算和选型非常重要。

例如，在(V{DD}=5V)，(T{A}=25^{circ}C)时，阈值电压 (V_{IT}) 典型值为3.3V，触发电压 (VI(TRIG)) 典型值为1.66V，复位电压 (VI(RESET)) 典型值为1.1V，电源电流 (IDD) 典型值为170µA。

四、工作特性

在(V{DD}=5V)，(T{A}=25^{circ}C)的条件下，芯片的一些工作特性如下：

• 初始定时间隔误差：典型值为3%，在(V{DD}=5V)至15V，(R{A}=R{B}=1kΩ)至100kΩ，(C{T}=0.1µF)的条件下，误差可低至1%。
• 定时间隔的电源电压灵敏度：典型值为0.5%/V。
• 输出脉冲的上升时间和下降时间：上升时间典型值为20ns，下降时间典型值为60ns。
• 不稳定模式下的最大频率：在(R{A}=470Ω)，(R{B}=200Ω)，(C_{T}=200pF)的条件下，最大频率典型值为1.8MHz。

五、应用信息

5.1 多谐振荡器应用

将TRIG连接到THRES，芯片可以作为多谐振荡器工作。电容 (C{T}) 通过 (R{A}) 和 (R{B}) 充电至阈值电压（约0.67 (V{DD})），然后仅通过 (R{B}) 放电至触发电压（约0.33 (V{DD})）。输出在充电周期为高电平，在放电周期为低电平。

通过以下公式可以计算充电时间 (t{C(H)})、放电时间 (t{C(L)})、周期和占空比： [t{C(H)} approx C{T}left(R{A}+R{B}right) ln 2(ln 2=0.693)] [t{C(L)} approx C{T} R{B} ln 2] [Period =t{c(H)}+t{c(L)} approx C{T}left(R{A}+2 R{B}right) ln 2] [Output driver duty cycle =frac{t{c(L)}}{t{c(H)}+t{c(L)}} approx 1-frac{R{B}}{R{A}+2 R{B}}] [Output waveform duty cycle =frac{t{c(H)}}{t{c(H)}+t{c(L)}} approx frac{R{B}}{R{A}+2 R{B}}]

需要注意的是，上述公式没有考虑从TRIG和THRES到DISCH的传播延迟时间，这些延迟时间会直接增加周期，并导致计算值与实际值之间的差异随着频率的增加而增大。此外，放电期间的内部导通电阻 (r_{on}) 也会增加计时误差。

5.2 单稳态应用

在单稳态应用中，可以通过施加到CONT的电压来设置触发输入的跳变点。从电阻分压器获得的10%至80%电源电压的输入电压，并且具有至少500-µA的偏置电流，能够取得较好的效果。

六、总结

信路达的XD551和XL551定时器芯片以其低功耗、高输出电流能力、兼容多种逻辑以及灵活的输入优先级设置等特点，为电子工程师提供了一个可靠的定时解决方案。在实际设计中，工程师可以根据具体的应用需求，结合芯片的电气特性和工作特性，合理选择参数，以实现精确的时间控制。你在使用定时器芯片时，有没有遇到过一些特殊的问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享。