基于ispPAC10在增益設置方面的應用

摘要：電路設計中要實現對微弱信號放大、高速信號采集、大功率輸出等功能，必須采用模擬電路，但長期以來模擬電路的設計一直存在著處理精度低，設計、調試難度大等缺陷。基于此利用Lattice公司推出的在系統可編程模擬電路簡稱ispPAC進行了放大器的增益設計。它允許設計者使用EDA軟件在計算機上設計修改模擬電路，并進行仿真，最后還可以通過編程電纜將設計方案下栽到芯片中去。通過開發軟件可以調整電路的增益、帶寬和閾值等性能指標。在此主要介紹了利用ispPAC10實現模擬信號的增益調整方面的幾種技術。
關鍵詞：增益；可編程模擬器件；ispPAC10

1 ispPAC10的結構與原理
1．1 ispPAC10的結構特點
ispPAC10器件的結構由四個相同的信號處理塊(PAC塊)，模擬布線池，配置存儲器，參考電壓，自動校正單元和ISP接口所組成，如圖1。

ispPAC10引腳如圖2。
其封裝形式是：
28引腳的DIP或SOIC封裝。
引腳功能如下：
輸入：3，4，11，12，17，18，25，26
輸出：1，2，13，14，15，16，27，28
數字L／O：5，6，8，9，10，20
電源引腳：7，21
CMVIN引腳：19
測試引腳：23，24
(電源電壓為5 V；電源引腳用一個10μF的鉭電容和一個1μF的陶瓷電容旁路到地上可獲取最佳性能)。
1．2 ispPAC10的工作原理
ispPAC10器件有4個相同的基本單元電路。每個PACblock含有兩個獨立可編程的輸入放大器、一個差分輸出放大器、一個電阻反饋元件(可開路)和一個可調的反饋電容器。PACblock的輸入端為兩對差分輸入，增益可在±1～±10以整數步長調節。輸出求和放大器的反饋回路由一個電阻和一個電容并聯組成。
每個PACblock的輸入阻抗為109 Ω。輸入放大器可建模為一個可編程的增益模塊(K1和K2)和一個求和電阻器。輸入放大器提供的電流在一個運算放大器的反相輸入端被累加。輸出放大器的反饋網絡可建模為一個定值電阻元件并聯一個可調電容器(可調電容值為120個在1pF至62pF之間的值)。電阻反饋通路可以被禁用。運算放大器的輸出為差分電壓。