多通道模拟监视器件AMC7820的原理及应用
摘要：amc7820是德州仪器公司(ｔｉ)推出的专为多通道应用而设计的模拟监视与控制电路。它内含一个８通道１２位模数转换器、３个１２位数模转换器、９个运算放大器、１个热控电流源、１个内部＋２．５ｖ基准和１个ｓｐｉ串行接口。应用该器件可对光放大器中的泵激光电流和热电致冷器(ｔｅｃ)以及ｄｗｄｍ（利用光波长进行数据传输）应用中的光功率进行控制和监控，并可大大降低成本。文中介绍了ａｍｃ７８２０的基本原理、管脚功能和应用电路。
利用德州仪器公司（ｔｉ）专为多通道应用而设计的模拟监视与控制电路ａｍｃ７８２０可对光放大器中的泵激光电流和热电致冷器（ｔｅｃ）进行控制?同时也可以对ｄｗｄｍ应用中的光功率进行监控。ａｍｃ７８２０采用小型ｔｑｆｐ－４８封装。这种高集成度ｉｃ可替换并省掉５个器件，从而大大节省了板级空间并降低了成本。
１ 管脚排列及功能
ａｍｃ７８２０的管脚排列如图１所示，各管脚的功能如下：
ｓｗ１－ｏｕｔ（２８）１脚?：分别为ｓｗ１和ｓｗ２输出端。当其使能时，该脚连接到ｏｐａ７_ｏｕｔ脚，当无效时它们分别连接到ａｇｎｄ和ｓｗ３的输出端。
ｔ_ｓｅｎｓｏｒ_ｖｏｌｔａｇｅ（２脚）：温度传感器的电压输出端；
ｏｐａ１_ｉｎ－～ｏｐａ７_ｉｎ－（３１，８，２３，１４，１１，３，４６脚）：分别为ｏｐａ０～ｏｐａ７的反相输入端；
ｏｐａ１_ｉｎ＋～ｏｐａ７_ｉｎ＋（２９，１０，２５，１６，１３，５，４８脚）：分别为ｏｐａ０～ｏｐａ７的同相输入端；
ｏｐａ１_ｏｕｔ～ｏｐａ７_ｏｕｔ（３０，９，２４，１５，１２，４，４７脚）：分别为ｏｐａ０～ｏｐａ７的输出端；
ｄａｃ１_ｏｕｔ_ｓｅｔ，ｄａｃ２_ｏｕｔ_ｓｅｔ，ｄａｃ０_ｏｕｔ_ｓｅｔ（７，２０，２１脚）：该管脚分别用于决定ｄａｃ０～ｄａｃ２的输出量程。当它们对应接到ｄａｃ０_ｏｕｔ、ｄａｃ１_ｏｕｔ、ｄａｃ２_ｏｕｔ时，输出量程为ｖｒｅｆ；当接到ａｇｎｄ时，输出量程等于两倍ｖｒｅｆ；
ｄａｃ０_ｏｕｔ～ｄａｃ２_ｏｕｔ（６，１７，２２脚）：分别为ｄａｃ０～ｄａｃ２的输出；
ａｇｎｄ（１８脚）：模拟地；
ａｖｄｄ（１９脚）：模拟电源(＋５ｖ)；
ｒｅｔ_ｏｕｔ_＋２．５ｖ（２６脚）：输出；
ｅｘｔ_ｒｅｆ_ｉｎ（２７脚）：该脚可以连接一个外部参考，也可以通过该脚给内部参考接一个滤波器；
ｃｈ５～２（３２～３５脚）：分别为模拟输入通道５～２；
ｒｅｓｅｔ（３６脚）：复位输入端。该脚为低时复位；
ｓｃｌｋ（３７脚）：串行时钟输入；
ｍｏｓｉ（３８脚）：主输出，从输入，数据从串行接口输入；
ｍｉｓｏ（３９脚）：主输入或从输出端，数据一般从串行接口输出；
ｓｓ（４０脚）：从服务选择输入。当该脚为低时，可以从ｍｏｓｉ输入数据；为高时，ｍｉｓｏ脚为高阻状态；
ｂｖｄｄ（４１脚）：接口电源。３ｖ逻辑时接３ｖ电压；５ｖ逻辑则接５ｖ电压；
ｄｖｄｄ（４２脚）：数字电源(＋５ｖ)；
ｄｇｎｄ（４３脚）：数字地；
ｔｈｅｒｍ_ｉ_ｏｕｔｐｕｔ（４４脚）：用于驱动电热调节器的电流源输出；
ｉｓｅｔ_ｒｅｓｉｓｔｏｒ（４５脚）：通过调整接到该脚的电阻可改变ｔｈｅｒｍ ｉ ｏｕｔｐｕｔ脚的输出电流。
２ 工作原理
ａｍｃ７８２０是专为ｄｗｄｍ应用中的激光二极管功率控制和热电致冷器(ｔｅｃ)控制而设计的模拟监视与控制电路，它包括８通道１２位ａ／ｄ转换器以及３个１２位ｄ／ａ转换器、９个放大器、＋２．５ｖ参考源和ｔｅｃ软启动控制器等几个部分。该器件通过一个标准的ｓｐｉ串行接口进行通讯，通过微处理器往ａｍｃ７８２０中不同的寄存器写入不同的数据来控制该器件并完成相应的功能。
图2
３ 应用电路
ａｍｃ７８２０是专为多通道应用而设计的模拟监视与控制电路。该芯片提供了非常高的集成度和性能水平，从而可最大限度地减少板级空间限制，降低大容量光网络的总体成本。
图２是１个用ａｍｃ７８２０控制１个激光二极管和ｔｅｃ的典型应用实例。在ｄｗｄｍ应用中，ａｍｃ７８２０可用来控制１个激光二极管和１个ｔｅｃ，也可以控制２个激光二极管或２个ｔｅｃ。如将运算放大器配置成跨导放大器，ａｍｃ７８２０还可作为光能量监视器来对最多８个光通道进行检测。在其它应用中，该器件也可以用作多模拟通道监视和控制器。
ａｍｃ７８２０的ａｄｃ可监视多达８个模拟信号，３个ｄａｃ可用于实施ｄｓｐ或基于微控制器的数字设定和控制。其配置运算放大器可实现模拟信号的调理和控制。电流源则被用于驱动外部热控器或其它温度传感器。该器件的典型功耗为４０ｍｗ。ａｄｃ部分的无缓冲模拟输入范围为０ｖ～＋５ｖ，缓冲模拟共模输入范围为０～３．８ｖ。ｄａｃ部分的模拟输出范围为０～＋２．５ｖ或０～＋５．０ｖ。
４ 注意事项
为了优化性能，必须重视ａｍｃ７８２０的电路板排布，基于ｓａｒ闪速存储器的结构对电源、参考电压、接地和数字输入上的脉冲干扰和突变都具有很高的灵敏度，如果在采样期间发生干扰突变，ａ／ｄ转换器会自动将输出锁存，以避免错误信号进入系统。但脉冲干扰仍有可能从电源开关和高压器件上产生。因此，这些器件就要求离数字逻辑信号远一点。同时基于这个原因，到ａｍｃ７８２０的电源也应该接一个０．１μｆ的陶瓷滤波电容，且该电容应尽可能地靠近ａｍｃ７８２０。当使用内部参考电压时，应该在ｅｘｔ ｒｅｆ ｉｎ和模拟地之间接一个１μｆ的滤波电容。另外，ａｇｎｄ和ｄｇｎｄ应该接到一个公共地上，并应避免微控制器或数字处理器的接地线太长。
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１ 管脚排列及功能
ａｍｃ７８２０的管脚排列如图１所示，各管脚的功能如下：
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ｏｐａ１_ｉｎ－～ｏｐａ７_ｉｎ－（３１，８，２３，１４，１１，３，４６脚）：分别为ｏｐａ０～ｏｐａ７的反相输入端；
ｏｐａ１_ｉｎ＋～ｏｐａ７_ｉｎ＋（２９，１０，２５，１６，１３，５，４８脚）：分别为ｏｐａ０～ｏｐａ７的同相输入端；
ｏｐａ１_ｏｕｔ～ｏｐａ７_ｏｕｔ（３０，９，２４，１５，１２，４，４７脚）：分别为ｏｐａ０～ｏｐａ７的输出端；
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ｍｉｓｏ（３９脚）：主输入或从输出端，数据一般从串行接口输出；
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