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多通道模擬監(jiān)視器件AMC7820的原理及應(yīng)用
摘要：AMC7820是德州儀器公司(ＴＩ)推出的專為多通道應(yīng)用而設(shè)計(jì)的模擬監(jiān)視與控制電路。它內(nèi)含一個(gè)８通道１２位模數(shù)轉(zhuǎn)換器、３個(gè)１２位數(shù)模轉(zhuǎn)換器、９個(gè)運(yùn)算放大器、１個(gè)熱控電流源、１個(gè)內(nèi)部＋２．５Ｖ基準(zhǔn)和１個(gè)ＳＰＩ串行接口。應(yīng)用該器件可對(duì)光放大器中的泵激光電流和熱電致冷器(ＴＥＣ)以及ＤＷＤＭ（利用光波長(zhǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸）應(yīng)用中的光功率進(jìn)行控制和監(jiān)控，并可大大降低成本。文中介紹了ＡＭＣ７８２０的基本原理、管腳功能和應(yīng)用電路。關(guān)鍵詞：ＡＭＣ７８２０；泵激光電流；熱電致冷器(ＴＥＣ)；ＤＷＤＭ
利用德州儀器公司（ＴＩ）專為多通道應(yīng)用而設(shè)計(jì)的模擬監(jiān)視與控制電路ＡＭＣ７８２０可對(duì)光放大器中的泵激光電流和熱電致冷器（ＴＥＣ）進(jìn)行控制?同時(shí)也可以對(duì)ＤＷＤＭ應(yīng)用中的光功率進(jìn)行監(jiān)控。ＡＭＣ７８２０采用小型ＴＱＦＰ－４８封裝。這種高集成度ＩＣ可替換并省掉５個(gè)器件，從而大大節(jié)省了板級(jí)空間并降低了成本。
１ 管腳排列及功能
ＡＭＣ７８２０的管腳排列如圖１所示，各管腳的功能如下：
ＳＷ１－ＯＵＴ（２８）１腳?：分別為ＳＷ１和ＳＷ２輸出端。當(dāng)其使能時(shí)，該腳連接到ＯＰＡ７_ＯＵＴ腳，當(dāng)無效時(shí)它們分別連接到ＡＧＮＤ和ＳＷ３的輸出端。
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Ｔ_ＳＥＮＳＯＲ_ＶＯＬＴＡＧＥ（２腳）：溫度傳感器的電壓輸出端；
ＯＰＡ１_ＩＮ－～ＯＰＡ７_ＩＮ－（３１，８，２３，１４，１１，３，４６腳）：分別為ＯＰＡ０～ＯＰＡ７的反相輸入端；
ＯＰＡ１_ＩＮ＋～ＯＰＡ７_ＩＮ＋（２９，１０，２５，１６，１３，５，４８腳）：分別為ＯＰＡ０～ＯＰＡ７的同相輸入端；
ＯＰＡ１_ＯＵＴ～ＯＰＡ７_ＯＵＴ（３０，９，２４，１５，１２，４，４７腳）：分別為ＯＰＡ０～ＯＰＡ７的輸出端；
ＤＡＣ１_ＯＵＴ_ＳＥＴ，ＤＡＣ２_ＯＵＴ_ＳＥＴ，ＤＡＣ０_ＯＵＴ_ＳＥＴ（７，２０，２１腳）：該管腳分別用于決定ＤＡＣ０～ＤＡＣ２的輸出量程。當(dāng)它們對(duì)應(yīng)接到ＤＡＣ０_ＯＵＴ、ＤＡＣ１_ＯＵＴ、ＤＡＣ２_ＯＵＴ時(shí)，輸出量程為ＶＲＥＦ；當(dāng)接到ＡＧＮＤ時(shí)，輸出量程等于兩倍ＶＲＥＦ；
ＤＡＣ０_ＯＵＴ～ＤＡＣ２_ＯＵＴ（６，１７，２２腳）：分別為ＤＡＣ０～ＤＡＣ２的輸出；
ＡＧＮＤ（１８腳）：模擬地；
ＡＶＤＤ（１９腳）：模擬電源(＋５Ｖ)；
ＲＥＴ_ＯＵＴ_＋２．５Ｖ（２６腳）：輸出；
ＥＸＴ_ＲＥＦ_ＩＮ（２７腳）：該腳可以連接一個(gè)外部參考，也可以通過該腳給內(nèi)部參考接一個(gè)濾波器；
ＣＨ５～２（３２～３５腳）：分別為模擬輸入通道５～２；
ＲＥＳＥＴ（３６腳）：復(fù)位輸入端。該腳為低時(shí)復(fù)位；
ＳＣＬＫ（３７腳）：串行時(shí)鐘輸入；
ＭＯＳＩ（３８腳）：主輸出，從輸入，數(shù)據(jù)從串行接口輸入；
ＭＩＳＯ（３９腳）：主輸入或從輸出端，數(shù)據(jù)一般從串行接口輸出；
ＳＳ（４０腳）：從服務(wù)選擇輸入。當(dāng)該腳為低時(shí)，可以從ＭＯＳＩ輸入數(shù)據(jù)；為高時(shí)，ＭＩＳＯ腳為高阻狀態(tài)；
ＢＶＤＤ（４１腳）：接口電源。３Ｖ邏輯時(shí)接３Ｖ電壓；５Ｖ邏輯則接５Ｖ電壓；
ＤＶＤＤ（４２腳）：數(shù)字電源(＋５Ｖ)；
ＤＧＮＤ（４３腳）：數(shù)字地；
ＴＨＥＲＭ_Ｉ_ＯＵＴＰＵＴ（４４腳）：用于驅(qū)動(dòng)電熱調(diào)節(jié)器的電流源輸出；
ＩＳＥＴ_ＲＥＳＩＳＴＯＲ（４５腳）：通過調(diào)整接到該腳的電阻可改變ＴＨＥＲＭ Ｉ ＯＵＴＰＵＴ腳的輸出電流。
２ 工作原理
ＡＭＣ７８２０是專為ＤＷＤＭ應(yīng)用中的激光二極管功率控制和熱電致冷器(ＴＥＣ)控制而設(shè)計(jì)的模擬監(jiān)視與控制電路，它包括８通道１２位Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器以及３個(gè)１２位Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換器、９個(gè)放大器、＋２．５Ｖ參考源和ＴＥＣ軟啟動(dòng)控制器等幾個(gè)部分。該器件通過一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的ＳＰＩ串行接口進(jìn)行通訊，通過微處理器往ＡＭＣ７８２０中不同的寄存器寫入不同的數(shù)據(jù)來控制該器件并完成相應(yīng)的功能。
圖2
３ 應(yīng)用電路
ＡＭＣ７８
２０是專為多通道應(yīng)用而設(shè)計(jì)的模擬監(jiān)視與控制電路。該芯片提供了非常高的集成度和性能水平，從而可最大限度地減少板級(jí)空間限制，降低大容量光網(wǎng)絡(luò)的總體成本。
圖２是１個(gè)用ＡＭＣ７８２０控制１個(gè)激光二極管和ＴＥＣ的典型應(yīng)用實(shí)例。在ＤＷＤＭ應(yīng)用中，ＡＭＣ７８２０可用來控制１個(gè)激光二極管和１個(gè)ＴＥＣ，也可以控制２個(gè)激光二極管或２個(gè)ＴＥＣ。如將運(yùn)算放大器配置成跨導(dǎo)放大器，ＡＭＣ７８２０還可作為光能量監(jiān)視器來對(duì)最多８?jìng)�(gè)光通道進(jìn)行檢測(cè)。在其它應(yīng)用中，該器件也可以用作多模擬通道監(jiān)視和控制器。
ＡＭＣ７８２０的ＡＤＣ可監(jiān)視多達(dá)８?jìng)�(gè)模擬信號(hào)，３個(gè)ＤＡＣ可用于實(shí)施ＤＳＰ或基于微控制器的數(shù)字設(shè)定和控制。其配置運(yùn)算放大器可實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的調(diào)理和控制。電流源則被用于驅(qū)動(dòng)外部熱控器或其它溫度傳感器。該器件的典型功耗為４０ｍＷ。ＡＤＣ部分的無緩沖模擬輸入范圍為０Ｖ～＋５Ｖ，緩沖模擬共模輸入范圍為０～３．８Ｖ。ＤＡＣ部分的模擬輸出范圍為０～＋２．５Ｖ或０～＋５．０Ｖ。
４ 注意事項(xiàng)
為了優(yōu)化性能，必須重視ＡＭＣ７８２０的電路板排布，基于ＳＡＲ閃速存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)對(duì)電源、參考電壓、接地和數(shù)字輸入上的脈沖干擾和突變都具有很高的靈敏度，如果在采樣期間發(fā)生干擾突變，Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換器會(huì)自動(dòng)將輸出鎖存，以避免錯(cuò)誤信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)。但脈沖干擾仍有可能從電源開關(guān)和高壓器件上產(chǎn)生。因此，這些器件就要求離數(shù)字邏輯信號(hào)遠(yuǎn)一點(diǎn)。同時(shí)基于這個(gè)原因，到ＡＭＣ７８２０的電源也應(yīng)該接一個(gè)０．１μＦ的陶瓷濾波電容，且該電容應(yīng)盡可能地靠近ＡＭＣ７８２０。當(dāng)使用內(nèi)部參考電壓時(shí)，應(yīng)該在ＥＸＴ ＲＥＦ ＩＮ和模擬地之間接一個(gè)１μＦ的濾波電容。另外，ＡＧＮＤ和ＤＧＮＤ應(yīng)該接到一個(gè)公共地上，并應(yīng)避免微控制器或數(shù)字處理器的接地線太長(zhǎng)。
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