多通道模拟监视器件AMC7820的原理及应用

2020-02-04      908 次浏览

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THERMIOUTPUT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EXTREFIN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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