M62301SP/FP - Renesas Electronics

暫定版データシート
M62301SP/FP
RJJ03D0833-0301
Rev.3.01
2010.06.16
10∼12 ビット 4ch 積分型 A/D コンバータ
概要
M62301 は，積分型 A/D コンバータサポートシステムで，MCU とペアに使用し，そのセレクト信号，カウ
ンタクロックを利用することにより，10∼12 ビットの A/D コンバータがローコストに実現可能な半導体集積
回路です。
また，外部定数を変更することにより，積分時間や，分解能を任意に設定でき，内蔵回路のオフセットや
遅延時間，温度変化なども補正できますので，広範な応用に適しています。
M62301 は，3 入力デコーダ回路，高精度 1.22 V 基準電圧源，積分用電流源，積分用コンパレータと 5 V
電源用検出用システムリセット回路を内蔵しており，積分用コンデンサのリーク電流防止用ガードリングも
備えています。
特長
 アナログ部，デジタル部電源別系統
 低消費電流: 2 mA (Typ)
(A/D コンバータ: 1 mA，リセット部:1 mA)
 直線性誤差: 0.02% (Typ)
 変換時間: 526 s/ch (Typ)
 システムリセット内蔵: 4.45 V (Typ)
用途
温度制御，速度制御等の高精度制御システム
ブロックダイアグラム
ቯ㔚ᵹ
ࠕ࠽ࡠࠣ ࠕ࠽ࡠࠣ ࠺ࠫ࠲࡞ ࠺ࠫ࠲࡞
ࠦࡦ࠻ࡠ࡯࡞
VCC
GND
GND
VDD
12
11
10
20
14
A1
A2
A2 18
+
−
0.49 V
A3
A3 17
+
−
A4
A4 16
⺰ℂಣℂ
A1 19
5
INT
1
࡝࠮࠶࠻↪
VCC
6
RESET
0.36 V
VREF
ၮḰ౉ജ 15
GND
150 μs
᡼㔚
+
−
࠺ࠦ࡯࠳
+
−
ၮḰ㔚࿶ 13
ㆃᑧ
࿁〝
VREF
1.22 V
7
8
9
2
3
4
ࠟ࡯࠼
Ⓧಽ
ࠟ࡯࠼ C0 C1 C2
࡝ࡦࠣ 1 ࠦࡦ࠺ࡦࠨ ࡝ࡦࠣ 2
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M62301SP/FP
ピン配置
M62301SP/FP
࡝࠮࠶࠻↪ VCC
1
20
࠺ࠫ࠲࡞ GND
C0
2
19
A1
C1
3
18
A2
C2
4
17
A3
INT
5
16
A4
RESET
6
15
ၮḰ౉ജ
ࠟ࡯࠼࡝ࡦࠣ 1
7
14
࠺ࠫ࠲࡞ VDD
Ⓧಽࠦࡦ࠺ࡦࠨ
8
13
ၮḰ㔚࿶
ࠟ࡯࠼࡝ࡦࠣ 2
9
12
ቯ㔚ᵹࠦࡦ࠻ࡠ࡯࡞
ࠕ࠽ࡠࠣ GND
10
11
ࠕ࠽ࡠࠣ VCC
(਄㕙࿑)
ᄖᒻ: PRDP0020BA-A (20P4B): SP
PRSP0020DA-A (20P2N-A): FP
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絶対最大定格
(特定のない場合は，Ta = 25C)
項目
アナログ部電源電圧
デジタル部電源電圧
デジタル入力電圧
アナログ入力電圧
INT 出力電流
RESET 出力電流
INT 出力耐圧
RESET 出力耐圧
リセット電源電圧
許容損失
熱低減率
動作周囲温度
保存温度
記号
VCC
VDD
VID
VIA
IOINT
IORE
VINT
VRESET
VRE
Pd
K
Topr
Tstg
定格値
単位
15
8
–0.3∼VDD + 0.3
–0.3∼VDD + 0.3
V
V
V
V
6
6
15
15
6
990 (SP) / 660 (FP)
9.9 (SP) / 6.6 (FP)
–20∼+75
–40∼+125
mA
mA
V
V
V
mW
mW/C
C
C
推奨動作条件
(指定のない場合は，Ta = 25C)
規格値
項目
記号
Min
Typ
Max
アナログ部電源電圧
VCC
4.5
8.0
12.0
デジタル部電源電圧
VDD
4.5
5.0
5.5
1
アナログ入力電圧範囲 (Il = 50 A)
–
2.5*
かつ VDD
V
VIA
0
—
CC
1
基準入力電圧 (Il = 50 A)
VCC – 2.5* かつ VDD
VIR
1
—
積分容量
CI
300
—
22000
充電電流決定用抵抗
RI
6
—
60
出力電流
IO
—
—
4
【注】 1. アナログ入力電圧範囲の最大値は，VCC – 2.5 V 以下でかつ，VDD 以下となります。
ల㔚㔚ᵹ
II =
単位
V
V
V
V
pF
k
mA
VREF
R1
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電気的特性
(指定のない場合は，VCC = 5.0 V, VDD = 5.0 V, Ta = 25C)
規格値
項目
A
/
D
コ
ン
バ
｜
タ
部
記号
Typ
1.0
—
—
1.22
Max
2.0
2.5
2.2
1.27
単位
リセット部
電源電流
アナログ入力電圧範囲
ICC
VIA
基準入力電圧
VREF
Min
—
0
0
1.17
基準電圧流入許容電流
変換誤差
直線性誤差
変換時間 (INT パルス幅)
IREF+
IREF–
EC
EL
TT
—
—
—
—
—
—
—
0.05
0.02
526
50
–10
0.1
0.09
—
A
A
%/FSR
%/FSR
s
放電時間
Tdi
—
3
17
s
アナログ入力電流
デジタル入力"H"レベル
IB
VIH
—
3.5
–0.35
—
–3.5
—
A
V
デジタル入力"L"レベル
INT 出力"L"レベル
INT 出力リーク電流
VIL
VLINT
IOHINT
検出電圧
ヒステリシス電圧
遅延時間
リセット出力"L"レベル
RESET 出力リーク電圧
電源電流
動作限界電圧
VDET
VDET
TDE
VLRE
—
—
—
4.30
30
75
—
0.1
—
4.45
50
150
0.8
0.4
1
4.60
80
300
V
V
A
V
mV
s
mA
V
V
V
測定条件
Il = 100 A
Il = 200 A
IREF = 5 A
CREF = 4700 pF
*1 Rl = 24 k
*2 Rl = 24 k
VIA = 2.5 V, Cl = 0.01 F
Il = 50 A
V(8) = 3 V0.3 V
Cl = 4700 pF
IOL = 1 mA
V(5) = 15 V
—
0.1
0.4
V
IOL = 1 mA
—
—
1
A
V(6) = 15 V
—
1.0
2.0
mA
VRE = 5 V
RL = 2.2 k, VLRE  0.4 V
—
0.75
1.0
V
RL = 100 k, VLRE  0.4 V
—
0.6
0.8
V
【注】 1. 変換誤差：0 スケール (モード 0) と基準スケール (モード 3, VFSR = 2.5 V) によって得られた 2 点間を結ぶ直
線からのすべてのチャネルに対する偏差
2. 直線性誤差：任意のチャネルにおける 0 V 入力と 2.5 V 入力の 2 点間を結ぶ直線からの偏差
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IOHRE
IRE
VOPL
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動作説明
1. デコーダ部
C0, C1, C2 のデジタル入力により，アナログ SW を切り替え，0 スケール (GND 入力)，基準スケール (基
準電圧入力)，A1∼A4 入力，積分容量 CI の放電を選択します。モード 8 では，どこもセレクトされませ
ん。
2.
モード
1
2
3
4
5
6
7
8
C0
C1
C2
0
0
0
放電
1
0
0
GND
0
1
0
1
1
0
A1
0
0
1
A2
1
0
1
A3
0
1
1
A4
1
1
1
—
VREF
A/D コンバータ部
࠺ࠦ࡯࠳࠮࡟ࠢ࠻ࡕ࡯࠼
1
2
1
3
1
4㨪7
1
VIN + 0.49 V
V (8)
VREF + 0.49 V
0.49 V
0.36 V
TGND
TREF
TIN
マルチプレクサにより，VGND を選択し，最小パルス TGND を求めます。
次に VREF を選択し，基準パルス TREF を求めます。次に入力を選択し，入力パルス TIN を求め，TGND をオ
フセットとして，TREF と TIN から差し引き演算を行なうことにより，VIN を求めます。
VIN = VREF •
TIN − TG
TREF − TG
8 MHz のカウンタクロック周波数で最大入力時の電圧を約 500 s 間で計測すると，約 12 ビットの分解能
が得られることになります。
500 μs
125 ns
≈ 212
【注】図中のデコーダのモード 1 は，コンデンサ CI の放電を確実に行なうために，
Tdi (CI ×
VIAmax + 0.49
1 mA
)
以上必要となります。TGND, TREF 計測は，必ずしも各チャネル計測ごとに
行なう必要はありません。
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3.
定電流コントロール部
内蔵の高精度 1.22 V 基準電圧を利用し，定電流決定用抵抗 RI によって積分電流 II を決定します。
II =
1.22
RI
(A) .................... (1)
積分時間 TI は，以下のようになります。
TI = (VIN + 0.49)
CI
II
.................. (2)
【注】ただし，内蔵コンパレータのオフセット電圧，アナログ SW のオフセット，電圧リーク電流，遅延時
間などの要因を除きます。
II
VREF
12
8
13
1.22 V
RI
CI
50 mA
4.45 V
࡝࠮࠶࠻㔚Ḯ㔚࿶
VRE
0.8 V
t
RESET ಴ജ
಴ജਇቯ
TDE
TDE
t
TDE ≈ 150 μs
VRE 端子印加電圧が，4.45 V 以下になると RESET 出力が，"L"になり，4.50 V 以上に回復した後，150 s
後に RESET が"H"になります。
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標準応用例
1.
基準積分に，内蔵の基準電圧を使用した，4ch 11 ビット A/D コンバータシステム
5V
MCU 5 V 㔚Ḯ߳
10 k 10 k
MCU ೙ᓮࡇࡦ߳
1
20
2
19
3
18
ࠞ࠙ࡦ࠲߳
5
RESET߳
CINT
680 pF
50 μA
6
7
M62301SP/FP
4
౉ജࠕ࠽ࡠࠣ
㔚࿶
17
16
15
14
8
13
9
12
10
11
CI
4700 pF
CREF
II = 50 μA
RI
ల㔚㔚ᵹ II =
4700 pF
24 k
1.22 V
≈ 50 μA
24 kΩ
【注】 CREF: 基準電圧安定のため 4700 pF 程度の容量を必ず入れてください。
CINT: ノイズによる誤動作防止のため付加してください。
CI はリーク電流の少ないものを使用し，また基板へのリークを防ぐために 7, 9 ピンでガードした基板
のレイアウトを推奨します。
分解能は，最大入力電圧 2.5 V (VCC – 2.5 V) 時，MCU のカウンタクロックが，INT 出力 High の間に入る
パルス数で決まります。
上記定数において，8 MHz のカウンタクロックで計測を行なうと，分解能は，
4700 pF ×
(2.5 + 0.13)
50 μA
1
8M
≈ 211
となり，約 11 ビットの分解能が得られることになります。
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2.
アナログ部とデジタル部の電源を分け，アナログ入力電圧範囲を VDD まで広げ，さらに基準積分に外部
の基準電圧を用いた，4ch 12 ビット A/D コンバータシステム
8V
MCU 5 V 㔚Ḯ߳
10 k 10 k
MCU ೙ᓮࡇࡦ߳
1
20
2
A1 19
3
A2 18
ࠞ࠙ࡦ࠲߳
5
RESET߳
6
CINT
680 pF
7
50 μA
M62301SP/FP
4
౉ജࠕ࠽ࡠࠣ
㔚࿶
A3 17
A4 16
2.5 V
15
MCU 5 V 㔚Ḯ߳
VDD 14
8
13
9
12
10
11
CI
6800 pF
CREF
4700 pF
II = 50 μA
RI
24 k
【注】 CREF: 基準電圧安定のため 4700 pF 程度の容量を必ず入れてください。
CINT: ノイズによる誤動作防止のため付加してください。
CI はリーク電流の少ないものを使用し，また基板へのリークを防ぐために 7, 9 ピンでガードした基板
のレイアウトを推奨します。
システムにアナログ系とデジタル系の電源をもつ場合，M62301 の電源，VCC と VDD を分けることでアナ
ログ入力電圧範囲 VIA を広くとることができます。アナログ入力電圧範囲は，VCC – 2.5 V かつ VDD 以下で
すので，本応用例では 0∼5 V までとなります。
8 MHz のカウンタクロックで計測を行なうと，分解能は，
6800 pF ×
(5 + 0.13)
50 μA
1
≈ 212
8M
となり，約 12 ビットの A/D コンバータシステムが構成できます。
使用クロック，分解能に対する推奨定数と放電 (デコーダ・モード 1) 必要時間
カウンタ
クロック
8 MHz
16 MHz
充電電流
Il (A)
50
100
定電流決定用抵抗
Rl (k)
24
12
積分容量
Cl
1400 pF
2800 pF
放電必要時間
Tdi (s)
7.7
15.4
11 ビット
50
100
24
12
2800 pF
5600 pF
15.4
30.7
12 ビット
50
100
50
100
24
12
24
12
5600 pF
12000 pF
700 pF
1400 pF
30.7
65.9
3.9
7.7
11 ビット
50
100
24
12
1400 pF
2800 pF
7.7
15.4
12 ビット
50
100
24
12
2800 pF
5600 pF
15.4
30.7
分解能
10 ビット
10 ビット
【注】放電時間 Tdi = ( CI ×
VIAmax + 0.49
1 mA
)
表は，VIAmax = 5 V での表計算式です。
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主特性
ࠕ࠽ࡠࠣㇱ㔚Ḯ㔚ᵹ ኻ
㔚Ḯ㔚࿶․ᕈ
ᾲૐᷫᦛ✢
2.0
ࠕ࠽ࡠࠣ㔚Ḯ㔚ᵹ ICC (mA)
⸵ኈ៊ᄬ Pd (mW)
1000
800
600
400
200
0
0
0
25
50
75
100
125
0
10
ࠕ࠽ࡠࠣ㔚Ḯ㔚࿶ VCC (V)
ၮḰ㔚࿶ ኻ ๟࿐᷷ᐲ․ᕈ
⋥✢ᕈ⺋Ꮕ․ᕈ
0.05
⋥✢ᕈ⺋Ꮕ EL (%/FSR)
1.23
1.22
1.21
1.20
1.19
−20
5
๟࿐᷷ᐲ Ta (°C)
1.24
ၮḰ㔚࿶ VREF (V)
1.0
0.04
0.03
RI = 24 kΩ
0.02
RI = 12 kΩ
0.01
0
0
20
40
60
80
0
(OSR)
๟࿐᷷ᐲ Ta (°C)
INT ಴ജ "L" ࡟ࡌ࡞ ኻ
಴ജ㔚ᵹ․ᕈ
1.0
2.0
ࠕ࠽ࡠࠣ౉ജ▸࿐ VIA (V)
2.5
(FSR)
INT ಴ജ ኻ ๟࿐᷷ᐲ․ᕈ
INT ಴ജ "L" ࡟ࡌ࡞ VLINT (mV)
INT ಴ജ "L" ࡟ࡌ࡞ VLINT (V)
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0.01
0.1
1
INT ಴ജ㔚ᵹ IO INT (mA)
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10
200
100
0
−20
0
20
40
60
80
๟࿐᷷ᐲ Ta (°C)
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࡝࠮࠶࠻ㇱ㔚Ḯ㔚ᵹ ኻ
㔚Ḯ㔚࿶․ᕈ
ᬌ಴㔚࿶ ኻ ๟࿐᷷ᐲ․ᕈ
4.7
1.8
1.6
ᬌ಴㔚࿶ VDET (V)
࡝࠮࠶࠻㔚Ḯ㔚ᵹ IRE (mA)
2.0
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
4.5
4.4
4.3
0.4
0.2
4.2
−20
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
0
20
40
60
࡝࠮࠶࠻㔚Ḯ㔚࿶ VRE (V)
๟࿐᷷ᐲ Ta (°C)
࡝࠮࠶࠻಴ജ "L" ࡟ࡌ࡞ ኻ
಴ജ㔚ᵹ․ᕈ
ㆃᑧᤨ㑆 ኻ ๟࿐᷷ᐲ․ᕈ
80
250
1.0
0.9
0.8
ㆃᑧᤨ㑆 TDE (μs)
࡝࠮࠶࠻಴ജ "L" ࡟ࡌ࡞ VREF (V)
4.6
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
200
150
100
50
0.2
0.1
0
0.01
0.1
1
10
0
−20
0
20
40
60
80
๟࿐᷷ᐲ Ta (°C)
࡝࠮࠶࠻಴ജ㔚ᵹ IORE (mA)
࡝࠮࠶࠻േ૞㒢⇇㔚࿶․ᕈ
2.0
಴ജ㔚࿶ VOUT (V)
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
RL = 2.2 kΩ
0.6
RL = 100 kΩ
0.4
0.2
0
0
0.6
1.0
2.0
࡝࠮࠶࠻㔚Ḯ㔚࿶ VRE (V)
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2010.06.16
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外形寸法図
RENESAS Code
PRDP0020BA-A
Previous Code
20P4B
MASS[Typ.]
1.0g
11
1
10
c
*1
E
20
e1
JEITA Package Code
P-SDIP20-6.3x19-1.78
NOTE)
1. DIMENSIONS "*1" AND "*2"
DO NOT INCLUDE MOLD FLASH.
2. DIMENSION "*3" DOES NOT
INCLUDE TRIM OFFSET.
*2
A
A2
D
Reference
Symbol
L
A1
e1
D
E
A
A1
A2
bp
b3
c
*3 b
3
e
bp
SEATING PLANE
e
L
JEITA Package Code
P-SOP20-5.3x12.6-1.27
RENESAS Code
PRSP0020DA-A
Previous Code
20P2N-A
Dimension in Millimeters
Min Nom Max
7.32 7.62 7.92
18.8 19.0 19.2
6.15 6.3 6.45
4.5
0.51
3.3
0.38 0.48 0.58
0.9 1.0 1.3
0.22 0.27 0.34
0°
15°
1.528 1.778 2.028
3.0
MASS[Typ.]
0.3g
20
E
*1
HE
11
F
1
NOTE)
1. DIMENSIONS "*1" AND "*2"
DO NOT INCLUDE MOLD FLASH.
2. DIMENSION "*3" DOES NOT
INCLUDE TRIM OFFSET.
10
c
Index mark
*2
A2
D
A1
L
A
Reference Dimension in Millimeters
Symbol
*3
e
bp
y
Detail F
D
E
A2
A1
A
bp
c
HE
e
y
L
RJJ03D0833-0301 Rev.3.01
2010.06.16
Min Nom Max
12.5 12.6 12.7
5.2 5.3 5.4
1.8
0.1 0.2
0
2.1
0.35 0.4 0.5
0.18 0.2 0.25
0°
8°
7.5 7.8 8.1
1.12 1.27 1.42
0.1
0.4 0.6 0.8
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ᵈᧄ⾗ᢱߦ߅޿ߡ૶↪ߐࠇߡ޿ࠆ‫ޟ‬ᒰ␠⵾ຠ‫ޔߪߣޠ‬ᵈߦ߅޿ߡቯ⟵ߐࠇߚᒰ␠ߩ㐿⊒‫⵾ޔ‬ㅧ⵾ຠࠍ޿޿߹ߔ‫ޕ‬
http://www.renesas.com
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࡞ࡀࠨࠬ ࠛ࡟ࠢ࠻ࡠ࠾ࠢࠬ⽼ᄁᩣᑼળ␠‫ޥޓ‬100-0004‫ޓ‬ජઍ↰඙ᄢᚻ↸2-6-2㧔ᣣᧄࡆ࡞㧕
(03)5201-5307
‫ع‬ᛛⴚ⊛ߥ߅໧วߖ߅ࠃ߮⾗ᢱߩߏ⺧᳞ߪਅ⸥߳ߤ߁ߙ‫ޕ‬
‫✚ޓ‬ว߅໧วߖ⓹ญ㧦http://japan.renesas.com/inquiry
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Colophon 1.0

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