基于ispPAC10在增益设置方面的应用

　　摘要：电路设计中要实现对微弱信号放大、高速信号采集、大功率输出等功能，必须采用模拟电路，但长期以来模拟电路的设计一直存在着处理精度低，设计、调试难度大等缺陷。基于此利用Lattice公司推出的在系统可编程模拟电路简称ispPAC进行了放大器的增益设计。它允许设计者使用EDA软件在计算机上设计修改模拟电路，并进行仿真，最后还可以通过编程电缆将设计方案下栽到芯片中去。通过开发软件可以调整电路的增益、带宽和阈值等性能指标。在此主要介绍了利用ispPAC10实现模拟信号的增益调整方面的几种技术。

　　关键词：增益；可编程模拟器件；ispPAC10

　　1 ispPAC10的结构与原理

　　1．1 ispPAC10的结构特点

　　ispPAC10器件的结构由四个相同的信号处理块（PAC块），模拟布线池，配置存储器，参考电压，自动校正单元和ISP接口所组成，如图1。

　　

　　ispPAC10引脚如图2。

　　其封装形式是：

　　28引脚的DIP或SOIC封装。

　　引脚功能如下：

　　输入：3，4，11，12，17，18，25，26

　　输出：1，2，13，14，15，16，27，28

　　数字L／O：5，6，8，9，10，20

　　电源引脚：7，21

　　CMVIN引脚：19

　　测试引脚：23，24

　　（电源电压为5 V；电源引脚用一个10μF的钽电容和一个1μF的陶瓷电容旁路到地上可获取最佳性能）。

　　1．2 ispPAC10的工作原理

　　ispPAC10器件有4个相同的基本单元电路。每个PACblock含有两个独立可编程的输入放大器、一个差分输出放大器、一个电阻反馈元件（可开路）和一个可调的反馈电容器。PACblock的输入端为两对差分输入，增益可在±1～±10以整数步长调节。输出求和放大器的反馈回路由一个电阻和一个电容并联组成。

　　每个PACblock的输入阻抗为109 Ω。输入放大器可建模为一个可编程的增益模块（K1和K2）和一个求和电阻器。输入放大器提供的电流在一个运算放大器的反相输入端被累加。输出放大器的反馈网络可建模为一个定值电阻元件并联一个可调电容器（可调电容值为120个在1pF至62pF之间的值）。电阻反馈通路可以被禁用。运算放大器的输出为差分电压。