引言

混合信號(hào)處理模塊是歐比特公司推出的一款SIP芯片，其將特定(可定制)的混合信號(hào)模塊采用立體封裝技術(shù)制作而成。本文介紹混合信號(hào)模塊的構(gòu)況以及應(yīng)用方法。

1芯片簡(jiǎn)介

混合信號(hào)模塊采用的立體封裝技術(shù)將特定的電路封裝成芯片。本文介紹的芯片包括地址開關(guān)譯碼、模擬信號(hào)輸入、模擬信號(hào)調(diào)整輸出。模擬信號(hào)輸入至模擬開關(guān)，地址信息選擇兩路通道將模擬信號(hào)輸入至差分運(yùn)放進(jìn)行放大輸出。內(nèi)部的譯碼延時(shí)、采樣電路可針對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行采樣，采樣完成后采樣電路工作在保持狀態(tài)，將此系統(tǒng)誤差輸出通過內(nèi)部開關(guān)連接至運(yùn)放參考端做輸出補(bǔ)償，這樣后續(xù)系統(tǒng)工作時(shí)，每次運(yùn)放的輸出就是進(jìn)行系統(tǒng)誤差校正之后的輸出可保障輸出結(jié)果的穩(wěn)定及一致性。

圖1：混合信號(hào)模塊功能框圖

本模塊芯片采用QFPG220 PIN封裝形式，各子功能模塊在基板內(nèi)實(shí)現(xiàn)連接，模擬信號(hào)輸入、譯碼地址、運(yùn)放設(shè)置端、采樣輸出、開關(guān)輸入、模擬輸出端做為引腳信號(hào)。

2芯片功能應(yīng)用

如上所訴本模塊芯片為一個(gè)完整的電子系統(tǒng)，可適用于多路模擬信號(hào)輸入(可差分信號(hào))的信號(hào)調(diào)整(系統(tǒng)誤差采樣校正、模擬信號(hào)放大輸出)。以下對(duì)模塊芯片的分別進(jìn)行闡述。

2.1模擬開關(guān)部分

本混合信號(hào)模塊包括64路模擬正輸入、64路模擬負(fù)輸入。內(nèi)部為8組高速模擬開關(guān)分別連接到輸入端。內(nèi)部譯碼產(chǎn)生片選及地址信號(hào)確定選通的兩路通道將信號(hào)輸入至差分運(yùn)放。輸入信號(hào)幅度為-10V~14V，模塊內(nèi)部將運(yùn)放增益設(shè)置成100倍，推薦差分運(yùn)放兩輸入端差不超過±100mV.

圖2：混合信號(hào)模塊模擬輸入

2.2譯碼地址部分

本模塊地址信號(hào)為8路，其中高4位做模擬開關(guān)片選輸出，低位做模擬開關(guān)地址輸出。地址真值表見下表：

圖3：混合信號(hào)模塊地址信號(hào)輸入

表1：模擬通道譯碼真值表

2.3運(yùn)放增益調(diào)整端

信號(hào)處理模塊差分運(yùn)放將兩增益調(diào)整端做引腳輸出。模塊內(nèi)部已對(duì)運(yùn)放進(jìn)行了100倍的放大設(shè)置，如需要可在此兩端跨接電阻進(jìn)行增益調(diào)整。

圖5：混合信號(hào)模塊采樣保持電路外接端

2.4采樣電路部分

信號(hào)處理模塊采樣保持電路部分將采樣調(diào)零端口做引腳輸出，可依據(jù)在此兩端連接電阻對(duì)采樣電路調(diào)零。采樣保持電路輸出端也做引腳輸出，誤差切換開關(guān)一輸入端做引腳輸入，系統(tǒng)工作時(shí)將采樣保持輸出和誤差開關(guān)輸入端口相連接，這樣系統(tǒng)誤差接入給運(yùn)放參考端。

圖5：混合信號(hào)模塊采樣保持電路外接端

2.5模擬輸出說明

信號(hào)處理模塊輸出Vout=(Vin * Gain +Voffset )– Voffset，其中Vin= (Vin+ - Vin-)， Voffset為系統(tǒng)誤差由保持采樣電路進(jìn)行采集，Gain為差分運(yùn)放增益本系統(tǒng)設(shè)置成100，可通過運(yùn)放增益端進(jìn)行調(diào)整。

整個(gè)系統(tǒng)在工作時(shí)可近似認(rèn)為從開始工作到穩(wěn)定運(yùn)行整個(gè)過程，系統(tǒng)誤差相等，從等式可以看出系統(tǒng)最終輸出理想狀態(tài)為輸入信號(hào)Vin和放大倍數(shù)(模塊設(shè)置成100倍)的乘積。

圖6：混合信號(hào)模塊輸出

3電源說明

本模塊芯片內(nèi)部不含電源模塊，所有電源輸入為直接引腳灌入無轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)采用雙電源供電為±12V，+5V、數(shù)字地GND、模擬地AGND，其中數(shù)字地和模擬地在模塊內(nèi)未進(jìn)行連接。

圖7：混合信號(hào)模塊電源

4總結(jié)

本文主要簡(jiǎn)單介紹了歐比特公司的混合信號(hào)SIP模塊的硬件功能及使用方法，可為混合信號(hào)SIP模塊的功能及運(yùn)用提供參考。