用可編程模拟器件ispPAC20的温度控制.docVIP

可编程模拟器件ispPAC20的应用 ［作者：邓重一????转贴自：北极星电技术????点击数： 286????更新时间：2005-12-21 【字体： A?】 摘　要：介绍了ispPAC20的内部结构及其特点，并描述了将他作为信号监测芯片构成的温度监测电路，最终实现了该电路。 ??? 关键词：可编程模拟器件；ispPAC20；信号监测；温度传感器；PAC-Designer 软件 1　概 述　　美国Lattice芯片公司的在系统可编程模拟器件ispPAC到目前为止已推出了5种：ispPAC10，ispPAC20，ispPAC30，ispPAC80，ispPAC81。在系统可编程模拟器件可实现3种功能：信号处理、信号调理和信号转换。信号调理主要是指对信号进行放大、衰减、滤波；信号处理是指对信号进行求和、求差、积分等运算；信号转换是指能把数字信号转换成模拟信号。以上5种芯片应用的侧重点不同，ispPAC10适合于信号的调理和滤波；ispPAC20适合于信号的转换和监视；ispPAC30适合于做通用的模拟前段；ispPAC80与ispPAC81可以方便地实现多种类型的5滤波器电路。在系统可编程模拟器件已成功地应用于音响设备、医疗设备、测试设备、计算机外围设备以及数据采集系统、监控系统和机器人、工厂自动化等诸多领域。2　ispPAC20的内部结构特性及原理2．1　结构特性　　ispPAC20内包含有2个PAC块、2个比较器CP、1个数模转换器DAC以及模拟布线区、配置存储器、参考电压、自校正、isp接口等电路。内部结构框图如图1所示。 ??? 管脚图如图2所示。 ??? 性能特点归结如下：　　（1）在系统可编模拟器件??? ①两个仪器级增益／衰减可调运算放大器。??? ??? ③高精度可调滤波器（10～100 kHz）。??? ④8位DAC及快速的双重比较器。??? ⑤采用非易性数字E2COMS结构单元（10 000cycles）。??? ⑥采用IEEE1149．1 JTAG接口编程。??? （2）线性单元模块??? ①可编程的增益范围（0～40 dB）。??? ②带宽为550 kHz（G＝1），330 kHz（G＝10）。??? ③低失真率（THD（－74 dB，F＝10 kHz））。??? ④自动调整输入偏置电压。??? （3）真实的差分I／O口??? ①放大器输入口拥有更高的CMR（69 dB）。??? ②芯片内建2．5 V的参考基准电压。??? ③RAIL-TO-RAIL电压输出。??? ④单5 V电源供电。??? （4）44脚标准PLCC封装??? （5）完整的应用方案??? ①单＋5 V电源信号调节。??? ②可变滤波器、增益调节、信号迭加模块。??? ③12位A／D，D／A的前后级通道。??? ④高精度电源控制振荡器。??? ⑤同步检测电路。??? ⑥高精度检测及其他非线性功能。　　ispPAC20内部模拟电路原理图如图3所示。 2．2　原 理??? （1）DAC　　这是一个8位电压输出的DAC，且输出为完全差分方式，其输出可与器件内部的比较器和仪器放大器连接，也可直接输出。其接口方式可由用户选择，有8位的并行方式、串行JTAG寻址方式、串行SPI寻址方式。??? （2）比较器　　ispPAC20中有两个可编程的双差分输入比较器，工作原理与常规的比较器一样。当同相（＋）输入端电压相对于反相（—）输入端电压为正时，比较器输出高电平；否则，输出低电平。与常规比较器不同的是，该比较器的每个输入端都是差分输入方式，有Vin＋与Vin－端，输入端电压定义为Vin＋—Vin－。比较器是对2个差分电压进行比较。比较器的输入可以是外部信号，也可以是器件内部的信号。??? （3）PAC块　　ispPAC块中有2个PAC块，第1个PAC块的IA1前有一个受MSEL管脚控制的多路选择器。当MSEL为低电平时，a端与IA1相连；当MSEL为高电平时，b端与IA1接通。器件出厂时，MSEL在内部接地，默认为低电平。　　第2个PAC块的IA4前有一个极性控制电路，当该电路设置为PC管脚控制方式时，仅当PC管脚接低电平时，输入信号才改变极性后送给IA4，当PC管脚接高电平时，输入信号不改变极性直接送给IA4。是否改极性由设计者自己编程决定。IA4的增益与其他3个仪器放大器的增益设置不同，其他3个仪器放大器的增益可以设置为±1～±10之间的整数，而IA4的　　33增益只能设置为－1～－10之间的整数。但配合极性控制，仍可得到正的增益。如IA4的增益设置为－7，令PC为低电平，改变输入信号的极性，这时IA4的等效增益相当于－7×－1，等于7。　　在I