多通道模擬監視器件AMC7820的原理及使用

摘要：AMC7820是德州儀器公司(ＴＩ)推出的專為多通道使用而設計的模擬監視與控制電路。它內含一個８通道１２位模數轉換器、３個１２位數模轉換器、９個運算放大器、１個熱控電流源、１個內部＋２．５Ｖ基準和１個ＳＰＩ串行接口。使用該器件可對光放大器中的泵激光電流和熱電致冷器(ＴＥＣ)以及ＤＷＤＭ（利用光波長進行數據傳輸）使用中的光功率進行控制和監控，并可大大降低成本。文中解析了ＡＭＣ７８２０的基本原理、管腳功能和使用電路。

利用德州儀器公司（ＴＩ）專為多通道使用而設計的模擬監視與控制電路ＡＭＣ７８２０可對光放大器中的泵激光電流和熱電致冷器（ＴＥＣ）進行控制?同時也可以對ＤＷＤＭ使用中的光功率進行監控。ＡＭＣ７８２０采用小型ＴＱＦＰ－４８封裝。這種高集成度ＩＣ可替換并省掉５個器件，從而大大節省了板級空間并降低了成本。

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。當其使能時，該腳連接到ＯＰＡ７_ＯＵＴ腳，當無效時它們分別連接到ＡＧＮＤ和ＳＷ３的輸出端。

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。當它們對應接到ＤＡＣ０_ＯＵＴ、ＤＡＣ１_ＯＵＴ、ＤＡＣ２_ＯＵＴ時，輸出量程為ＶＲＥＦ；當接到ＡＧＮＤ時，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）：該腳可以連接一個外部參考，也可以通過該腳給內部參考接一個濾波器；

ＣＨ５～２（３２～３５腳）：分別為模擬輸入通道５～２；

ＲＥＳＥＴ（３６腳）：復位輸入端。該腳為低時復位；

ＳＣＬＫ（３７腳）：串行時鐘輸入；

ＭＯＳＩ（３８腳）：主輸出，從輸入，數據從串行接口輸入；

ＭＩＳＯ（３９腳）：主輸入或從輸出端，數據一般從串行接口輸出；

ＳＳ（４０腳）：從服務選擇輸入。當該腳為低時，可以從ＭＯＳＩ輸入數據；為高時，ＭＩＳＯ腳為高阻狀態；

ＢＶＤＤ（４１腳）：接口電源。３Ｖ邏輯時接３Ｖ電壓；５Ｖ邏輯則接５Ｖ電壓；

ＤＶＤＤ（４２腳）：數字電源(＋５Ｖ)；

ＤＧＮＤ（４３腳）：數字地；

ＴＨＥＲＭ_Ｉ_ＯＵＴＰＵＴ（４４腳）：用于驅動電熱調節器的電流源輸出；

ＩＳＥＴ_ＲＥＳＩＳＴＯＲ（４５腳）：通過調整接到該腳的電阻可改變ＴＨＥＲＭＩＯＵＴＰＵＴ腳的輸出電流。

２工作原理

ＡＭＣ７８２０是專為ＤＷＤＭ使用中的激光二極管功率控制和熱電致冷器(ＴＥＣ)控制而設計的模擬監視與控制電路，它包括８通道１２位Ａ／Ｄ轉換器以及３個１２位Ｄ／Ａ轉換器、９個放大器、＋２．５Ｖ參考源和ＴＥＣ軟啟動控制器等幾個部分。該器件通過一個標準的ＳＰＩ串行接口進行通訊，通過微解決器往ＡＭＣ７８２０中不同的寄存器寫入不同的數據來控制該器件并完成相應的功能。

圖2

３使用電路

ＡＭＣ７８２０是專為多通道使用而設計的模擬監視與控制電路。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空間限制，降低大容量光網絡的總體成本。

圖２是１個用ＡＭＣ７８２０控制１個激光二極管和ＴＥＣ的典型使用實例。在ＤＷＤＭ使用中，ＡＭＣ７８２０可用來控制１個激光二極管和１個ＴＥＣ，也可以控制２個激光二極管或２個ＴＥＣ。如將運算放大器配置成跨導放大器，ＡＭＣ７８２０還可作為光能量監視器來對最多８個光通道進行測試。在其它使用中，該器件也可以用作多模擬通道監視和控制器。

ＡＭＣ７８２０的ＡＤＣ可監視多達８個模擬信號，３個ＤＡＣ可用于實行ＤＳＰ或基于微控制器的數字設定和控制。其配置運算放大器可實現模擬信號的調理和控制。電流源則被用于驅動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留意事項

為了優化性能，非得重視ＡＭＣ７８２０的電路板排布，基于ＳＡＲ閃速存儲器的結構對電源、參考電壓、接地和數字輸入上的脈沖干擾和突變都具有很高的靈巧度，如果在采樣期間發生干擾突變，Ａ／Ｄ轉換器會自動將輸出鎖存，以避免錯誤信號進入系統。但脈沖干擾仍有可能從電源開關和高壓器件上萌生。因此，這些器件就要求離數字邏輯信號遠一點。同時基于這個原由，到ＡＭＣ７８２０的電源也應當接一個０．１μＦ的陶瓷濾波電容，且該電容應盡可能地靠近ＡＭＣ７８２０。當使用內部參考電壓時，應當在ＥＸＴＲＥＦＩＮ和模擬地之間接一個１μＦ的濾波電容。另外，ＡＧＮＤ和ＤＧＮＤ應當接到一個公共地上，并應避免微控制器或數字解決器的接地線太長。

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