[工学]模拟电子技术基础_杨拴科_第11章.pptVIP

上页 下页 返回 模拟电子技术基础 11 在系统可编程模拟器件原理及其应用 11.1 概述 在系统可编程（In－System Programmability），是指可编程器件在不脱离所在应用系统的情况下，能够通过计算机对其编程，而不需要专用的编程器。 11.2 在系统可编程模拟器件的结构及原理 1．ispPAC10的结构和原理 11.2.1 ispPAC10的结构和原理 (a) 引脚图 (b) 结构框图 (1) OTA电压放大器 2．跨导运放（OTA）的基本应用电路 实现电压电流转换 构成一个等效电阻R，实现电流电压变换 gm1 OTA1 i iO1 R uI1 OTA2 uI2 + _ gm2 + _ uO iO2 ispPAC10内部电路示意图 (2) OTA相加、相减电路 a. 相加电路 R=1/gm3 gm1 OTA1 iO1 uI1 OTA3 uI2 + _ gm3 + _ uO OTA2 gm2 + _ iO2 b. 相减电路 信号从反相端输入 gm1 OTA1 iO1 R=1/gm3 uI1 OTA3 uI2 + _ gm3 + _ uO OTA2 gm2 + _ iO2 (3) OTA积分电路 积分电容 积分电阻 R=1/gm2 gm1 OTA1 iO1 C uI OTA2 + _ gm2 + _ uO 无耗积分器 由图可得 电路构成了有耗积分器（一阶低通滤波器） gm1 OTA1 iO1 C uI OTA2 + _ gm2 + _ uO R=1/gm2 gm1 + _ _ + gm2 + _ _ + gm3 + _ _ + IAF IA1 IA2 uI uI+ + _ uI– uI uI+ + _ uI– + _ A _ + uO uO+ + _ uO – CF CF 3. ispPAC10基本单元（PAC模块）的工作原理 差分输入仪表放大器 输出相加放大器 gm + _ _ + uI uI+ uI– iO+ iO – 差分输入差分输出的OTA电路 图中 电路将差模输入电压转换为差模输入电流 gm3 + _ _ + IAF + _ A _ + uO uO+ + _ uO– CF CF a a gm1 – gm1 uI uI ispPAC10的PAC模块输出级 PAC模块的有耗积分器等效电路 IA2 IA1 OA1 uO CF uI1 uI2 2 2 2 RF 2.5V基准电压 k2 k1 PAC模块的理想积分器等效电路 IA2 IA1 OA1 uo CF uI1 uI2 2 2 2 RF 2.5V基准电压 k2 k1 (a) 引脚图 (b) 结构框图 11.2.2 ispPAC20的结构和原理 ispPAC20内部电路示意图 ispPAC20与 ispPAC10的区别: 1. PAC模块 (1) 多路输入控制 (2) 极性控制 2. 比较器CP1和CP2 ispPAC20 PAC的比较器的特性及其输入电压信号的来源可通过编程来改变。 3. 8位D/A转换器 ispPAC20 PAC中的DAC是一个8位数字量输入、电压输出的数/模转换器。 数字接口方式：8位并行方式；串行JTAG寻址方式；串行SPI寻址方式。 DAC的输出：以差分形式输出。 11.3.1 放大电路设计 1．信号耦合方式 11.3 在系统可编程模拟器件的应用电路 (1) 简单的直接耦合 ispPAC10 + _ IA OA + _ +5V R1 R3 R2 RX + _ IA OA + _ VREF R1 R1 R2 R2 VREF + _ uI ispPAC10 (2) 外接偏置电路的直接耦合 (3) 阻容耦合 + _ IA OA + _ R R VREFout + _ uI ispPAC10 C C VREFout 缓冲电路 2．增益设置方法 (1) 整数倍增益的设置方法 PAC Block2 PAC Block1 + _ IA1 OA1 + _ IA2 IA3 OA2 + _ IA4 OUT1 OUT2 1 10 4 1 2.5 V 2.5 V (2) 分数倍增益的设置方法 PAC Block1 + _ IA1 OA1 IA2 OUT1 7 5 2.5 V uO _ + IN1 + _ IN2 uI (3) 整数比增益的设置方法 PAC Block1 + _ IA1 OA1 + _ IA2 OUT1 –10 7 2.5 V IN1 1．用三运放实现双二阶滤波器 11.3.2 滤波电路设计 双二阶函数的一般表达式为 二阶低通滤