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多通道模擬監視器件AMC7820的原理及應用
摘要：AMC7820是德州儀器公司(ＴＩ)推出的專為多通道應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。應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）應用中的光功率進行控制和監控，并可大大降低成本。文中介紹了ＡＭＣ７８２０的基本原理、管腳功能和應用電路。關鍵詞：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應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。
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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ＴＨＥＲＭ Ｉ ＯＵＴＰＵＴ腳的輸出電流。
２ 工作原理
ＡＭＣ７８２０是專為ＤＷＤＭ應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，通過微處理器往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 應用電路
ＡＭＣ７８
２０是專為多通道應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的典型應用實例。在ＤＷＤＭ應用中，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個光通道進行檢測。在其它應用中，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可用于實施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 注意事項
為了優化性能，必須重視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敏度，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產生。因此，這些器件就要求離數字邏輯信號遠一點。同時基于這個原因，到ＡＭＣ７８２０的電源也應該接一個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，應該在ＥＸＴ ＲＥＦ ＩＮ和模擬地之間接一個１μＦ的濾波電容。另外，ＡＧＮＤ和ＤＧＮＤ應該接到一個公共地上，并應避免微控制器或數字處理器的接地線太長。
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