摘要：ispPAC10是美國(guó)Lattice公司推出的模擬電路在系統(tǒng)可編程器件，它為電子電路設(shè)計(jì)者進(jìn)行電路設(shè)計(jì)提供了一條有效的新途徑。文中介紹了ispPAC模擬電路在系統(tǒng)可編程器件的基本組成和主要特點(diǎn)，并給出了一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。

關(guān)鍵詞：在系統(tǒng)編程 模擬器件 濾波器 ispPAC10

數(shù)字系統(tǒng)在系統(tǒng)可編程技術(shù)是美國(guó)Lattice公司發(fā)明的，它徹底改變了傳統(tǒng)數(shù)字電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法。然而在歷經(jīng)7年之后，該公司于1999年11月又推出了模擬電路的在系統(tǒng)可編程技術(shù)ispPAC(In-System Programmability Programmable Analog Circuit)，從而為模擬電路設(shè)計(jì)自動(dòng)化翻開了新的一頁(yè)。與數(shù)字系統(tǒng)在系統(tǒng)可編程技術(shù)類似，模擬電路的在系統(tǒng)可編程技術(shù)允許設(shè)計(jì)者使用開發(fā)軟件在計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)、修改模擬電路，并可通過編程電纜將設(shè)計(jì)方案到可編程模擬器件中，這樣，新可加快設(shè)計(jì)進(jìn)程，提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，為電子技術(shù)設(shè)計(jì)人員開發(fā)產(chǎn)品以及使用電子技術(shù)進(jìn)行教學(xué)提供了一條嶄新的途經(jīng)。目前已經(jīng)推出的在系統(tǒng)可編程模擬器件有三種：ispPAC10、ispPAC20和ispPAC80。IspPAC器件的開發(fā)軟件為PACDe-signer，采用原理圖的輸入方式，可仿真幅頻和相頻特性。本文主要介紹了ispPAC10及其在濾波器設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用。

1 基本組成及特點(diǎn)

ispPAC10器件由兩個(gè)PAC塊、自動(dòng)校正單元、參考電壓、配置存儲(chǔ)器、模擬布線池和ISP接口組成。每個(gè)PAC塊由兩上儀表放大器和一個(gè)輸出放大器組成，而電阻、電容則構(gòu)成了一個(gè)差分輸入、差分輸出的基本單元，如所示。每個(gè)PAC塊可以獨(dú)立構(gòu)成電路，也可級(jí)聯(lián)構(gòu)成復(fù)雜電路。每個(gè)儀表放大器的增益可以通過編程的方法加以調(diào)速，調(diào)速范圍為-10～+10，調(diào)整步長(zhǎng)為1。

IspPAC具有以下特點(diǎn)：

●每個(gè)PAC塊均為差分輸入、差分輸出，輸入阻抗為10 9Ω，共模抑制比為69dB；

●PAC塊中電路的增益和特性可以編程改變，增益可調(diào)整范圍為0dB～40dB；

●輸出放大器的電容有128種可選擇值，反饋電阻可編程為連通或斷開狀態(tài)；

●采用5V電源供電，內(nèi)含2.5V參考電壓；

●可自動(dòng)校準(zhǔn)；

●不需外接電阻、電容即可構(gòu)造放大器、有源濾波器、求和、求差和積分電路；

●IEEE1149。1JTAG串行編程。

2 器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳說明

ispPAC10采用28引腳雙列封裝，所示是ispPAC10的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳排列。各引腳的功能說明如表1所列。 表1 ispPAC10引腳說明

3 應(yīng)用舉例

有源濾波器可廣泛應(yīng)用于各類電子系統(tǒng)中，它可以根據(jù)需要把有用信號(hào)挑選出來(lái)。下面介紹如何利用在系統(tǒng)可編程模擬器件實(shí)現(xiàn)濾波器。一般來(lái)說，用三個(gè)運(yùn)算放大器可以實(shí)現(xiàn)雙二階濾波器，這里僅討論低通濾波器的實(shí)現(xiàn)方法。低通濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)可表示為：

H（s）=p/(s 2+ms+n)

實(shí)現(xiàn)該濾波器需用積分器、反相器和有損積分電路。是用ispPAC10實(shí)現(xiàn)該濾波器的方法。圖中，p=-[k11k12]/[(GF1Re)(CF2Re)]

m=1/(CF1Re)

n=-[k12k21]/[(GF1Re)(CF2Re)]。

CF1和CF2是反饋電容，Re是輸入運(yùn)放的等效電阻，其值為250kΩ。是在PAC-Designer環(huán)境中實(shí)現(xiàn)所示濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)例，k11、k12、k21、k22和反饋電容都賦給相應(yīng)的值。是PAC-Designer軟件對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)例的仿真結(jié)果。完成設(shè)計(jì)和仿真后，就可對(duì)PAC器件進(jìn)行編程。IspPCA器件的編程接口是JTAG測(cè)試接口，所需電源為5V。

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