4-72  基于ispPAC的精密放大器的设计

胡  丹  赵应泽  夏禄兴

在电路设计中要实现对微弱信号放大、高速信号采集、大功率输出等功能，必须采用模拟电路，但长期以来模拟电路的设计一直存在着处理精度低，设计、调试难度大等缺陷。近年来出现了一类新型集成电路即可编程模拟器件，既属于模拟集成电路，又同可编程逻辑器件一样，通过相应的开发软件可由用户通过现场编程和配置来改变其内部连接和元件参数从而获得所需要的电路功能。现在已有IBM、Motorola、Anadigm、FAS、SIDSA、Lattice等厂商相继推出各具特色的系列可编程模拟器件。

该文用Lattice公司推出的在系统可编程模拟电路(isp PAC)进行了放大器的设计。用isp PAC可以实现模拟信号的放大、滤波、运算、比较。通过开发软件可以调整电路的增益、带宽和阈值等性能指标。文中以isp PAC 10为例介绍了其结构特点以及使用方法。器件isp PAC 10的结构由4个基本单元电路组成，每个基本单元电路的输入阻抗为109 W，共模抑制比为69 db，增益调整范围为-10 ~ +10。基本单元电路的增益和特性都可以用可编程的方法来改变，采用一定的方法器件可配置成10^-4~10⁴倍的各种增益。每个基本单元电路都可以独立地构成电路，也可以采用级联的方式构成电路以实现复杂的模拟电路功能。用基本单元电路组合可以进行放大、求和、积分、滤波，可以构成低通双二阶有源滤波器和梯形滤波器，并且无需在器件外部连接电阻、电容元件。

在系统可编程模拟电路可用于工业自动化、电子测量、通信等领域。其设计过程就是利用相应开发软件在计算机上进行电路原理图设计的过程，原理图设计完成后，利用开发软件提供的仿真功能对所设计的电路进行增益和相位的仿真。当所设计的原理图确认无误，且仿真达到设计要求后，将设计文件下载到器件中，即完成设计。整个设计过程简便、直观、快捷、准确，且具有可反复编程、开发设计周期短、稳定可靠、成本和功耗低等特点。可编程模拟器件的问世，改变了传统的设计模拟电路方法。可编程模拟器件将会成为模拟电路设计和应用中的首选器件。