ispPAC及其濾波器設計

ispPAC簡介

自1992年美國Lattice公司推出了系統(tǒng)可編程

(In-System Programmabliity)技術(shù)，增加了一種與傳統(tǒng)數(shù)字電子系統(tǒng)不同的設計和實現(xiàn)方法。在1999年底，Lattice公司又推出了系統(tǒng)內(nèi)可編程模擬電路，又開辟了一種模擬電路設計方法的新思維，為電子設計自動化(EDA)技術(shù)開拓了更為廣闊的前景。

同數(shù)字系統(tǒng)內(nèi)可編程大規(guī)模集成電路(ispLSI)一樣，它使設計者用開發(fā)軟件在計算機中設計、修改，并能進行電路特性模擬，最后通過下載電纜將設計下載至芯片中。

系統(tǒng)內(nèi)可編程器件可以實現(xiàn)三種基本功能：(1)信號調(diào)整;(2)信號處理(3)信號轉(zhuǎn)換。信號調(diào)整主要是對信號進行放大、衰減、濾波。信號處理是人才濟濟對信號進行求和、求差、積分運算。信號轉(zhuǎn)換是把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號。目前已推出了三種器件：ispPAC10、ispPAC20和ispPAC80。它的開發(fā)軟件為Lattice公司的PAC-Designer。

系統(tǒng)內(nèi)可編程模擬電路具有可模擬信號進行放大、轉(zhuǎn)換、濾波的功能，是通過器件內(nèi)的多個功能塊的互聯(lián)并能對電路進行重構(gòu)以達到能調(diào)整電路的增益、帶寬和閾值。編程次數(shù)可達1萬次。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及電路如圖1、2所示。

IspPAC10器件的結(jié)構(gòu)由四個基本單元電路(PAC)、模擬布線池、配置存儲器、參考電壓，自動校正單元和ISP接口所組成。器件用5V單電源供電?；締卧娐贩Q用5V單電源供電?；締卧娐贩Q為PAC塊(PAC block)，它由兩個儀用放大器和一個輸出放大器所組成，配以電阻、電容構(gòu)成一個真正的差分輸入/差分輸出的基本單元電路，如圖2所示。所謂真正的差分輸入/差分輸出是指每個儀用放大器有兩個輸入端，

輸出放大器的輸出也有兩個輸出端。電路的輸入阻抗為10 9，共模抑制比為69dB，增益調(diào)整范圍不-10～+10倍。PAC塊中電路的增益和特性都可以用可編程的方法來改變，器件可配置成1～1萬倍的各種增益。輸出放大器中的電容CF有128種值可供選擇。反饋電阻RF可以斷開或連通。器件中的基本單元可以通過模擬布線池(Analog Routing Pool)實現(xiàn)互聯(lián)，以便實現(xiàn)各 種電路的組合。

每個PAC塊都可以獨立地構(gòu)成電路，

也可以采用級聯(lián)的方式構(gòu)成電路，以實現(xiàn)復雜的模擬電路功能。例如，各個PAC塊作為獨立的電路工作，圖4(b)為四個PAC塊級聯(lián)構(gòu)成一個復雜的電路。利用基本單元電路的組合可進行放大、求二階有源濾波器和和梯型濾波器，且無需在器件外部連接電阻、電容元件。