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珠海歐比特控制工程股份有限公司 供稿 引 言 混合信號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）的混合信號模塊采用立體封裝技術制作而成。本文介紹混合信號模塊的構況以及應用方法。 1 芯片簡介 混合信號模塊采用的立體封裝技術將特定的電路封裝成芯片。本文介紹的芯片包括地址開關譯碼、模擬信號輸入、模擬信號調整輸出。模擬信號輸入至模擬開關，地址信息選擇兩路通道將模擬信號輸入至差分運放進行放大輸出。內部的譯碼延時、采樣電路可針對系統誤差進行采樣，采樣完成后采樣電路工作在保持狀態，將此系統誤差輸出通過內部開關連接至運放參考端做輸出補償，這樣后續系統工作時，每次運放的輸出就是進行系統誤差校正之后的輸出可保障輸出結果的穩定及一致性。 
圖1 混合信號模塊功能框圖 本模塊芯片采用QFPG220 PIN封裝形式，各子功能模塊在基板內實現連接，模擬信號輸入、譯碼地址、運放設置端、采樣輸出、開關輸入、模擬輸出端做為引腳信號。 2 芯片功能應用 如上所訴本模塊芯片為一個完整的電子系統，可適用于多路模擬信號輸入（可差分信號）的信號調整（系統誤差采樣校正、模擬信號放大輸出）。以下對模塊芯片的分別進行闡述。 2.1 模擬開關部分 本混合信號模塊包括64路模擬正輸入、64路模擬負輸入。內部為8組高速模擬開關分別連接到輸入端。內部譯碼產生片選及地址信號確定選通的兩路通道將信號輸入至差分運放。輸入信號幅度為-10V~14V，模塊內部將運放增益設置成100倍，推薦差分運放兩輸入端差不超過±100mV。
圖2 混合信號模塊模擬輸入 2.2 譯碼地址部分 本模塊地址信號為8路，其中高4位做模擬開關片選輸出，低位做模擬開關地址輸出。地址真值表見下表：
圖3 混合信號模塊地址信號輸入 表1 模擬通道譯碼真值表
2.3 運放增益調整端 信號處理模塊差分運放將兩增益調整端做引腳輸出。模塊內部已對運放進行了100倍的放大設置，如需要可在此兩端跨接電阻進行增益調整。
圖4 混合信號模塊增益調整 2.4 采樣電路部分 信號處理模塊采樣保持電路部分將采樣調零端口做引腳輸出，可依據在此兩端連接電阻對采樣電路調零。采樣保持電路輸出端也做引腳輸出，誤差切換開關一輸入端做引腳輸入，系統工作時將采樣保持輸出和誤差開關輸入端口相連接，這樣系統誤差接入給運放參考端。
圖5 混合信號模塊采樣保持電路外接端 2.5 模擬輸出說明 信號處理模塊輸出Vout=(Vin * Gain +Voffset ) – Voffset ,其中Vin= (Vin+ - Vin-), Voffset為系統誤差由保持采樣電路進行采集，Gain 為差分運放增益本系統設置成100，可通過運放增益端進行調整。 整個系統在工作時可近似認為從開始工作到穩定運行整個過程，系統誤差相等，從等式可以看出系統最終輸出理想狀態為輸入信號Vin 和放大倍數（模塊設置成100倍）的乘積。
圖6 混合信號模塊輸出 3 電源說明 本模塊芯片內部不含電源模塊，所有電源輸入為直接引腳灌入無轉換。系統采用雙電源供電為±12V，+5V、數字地GND、模擬地AGND，其中數字地和模擬地在模塊內未進行連接。
圖7 混合信號模塊電源 4 總結 本文主要簡單介紹了歐比特公司的混合信號SIP模塊的硬件功能及使用方法，可為混合信號SIP模塊的功能及運用提供參考。 |
