??? 關鍵詞：在系統編程? 模擬器件? 濾波器? ispPAC10

??? 數字系統在系統可編程技術是美國Lattice公司發明的，它徹底改變了傳統數字電子系統的設計思想和實現方法。然而在歷經7年之后，該公司于1999年11月又推出了模擬電路的在系統可編程技術ispPAC(In-System Programmability Programmable Analog Circuit)，從而為模擬電路設計自動化翻開了新的一頁。與數字系統在系統可編程技術類似，模擬電路的在系統可編程技術允許設計者使用開發軟件在計算機中設計、修改模擬電路，并可通過編程電纜將設計方案下載到可編程模擬器件中，這樣，新可加快設計進程，提高設計的準確性，為電子技術設計人員開發產品以及使用電子技術進行教學提供了一條嶄新的途經。目前已經推出的在系統可編程模擬器件有三種：ispPAC10、ispPAC20和ispPAC80。IspPAC器件的開發軟件為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及其在濾波器設計方面的應用。

1 基本組成及特點

??? ispPAC10器件由兩個PAC塊、自動校正單元、參考電壓、配置存儲器、模擬布線池和ISP接口組成。每個PAC塊由兩上儀表放大器和一個輸出放大器組成，而電阻、電容則構成了一個差分輸入、差分輸出的基本單元，如圖1所示。每個PAC塊可以獨立構成電路，也可級聯構成復雜電路。每個儀表放大器的增益可以通過編程的方法加以調速，調速范圍為-10～+10，調整步長為1。

??? IspPAC具有以下特點：

??? ●每個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；

??? ●采用5V電源供電，內含2.5V參考電壓；

??? ●可自動校準；

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

??? ●IEEE1149。1JTAG串行編程。

2 器件內部結構及引腳說明

??? ispPAC10采用28引腳雙列封裝，圖2所示是ispPAC10的內部結構和引腳排列。各引腳的功能說明如表1所列。

表1 ispPAC10引腳說明

3 應用舉例

??? 有源濾波器可廣泛應用于各類電子系統中，它可以根據需要把有用信號挑選出來。下面介紹如何利用在系統可編程模擬器件實現濾波器。一般來說，用三個運算放大器可以實現雙二階濾波器，這里僅討論低通濾波器的實現方法。低通濾波器的轉移函數可表示為：

??? H（s）=p/(s 2+ms+n)

??? 實現該濾波器需用積分器、反相器和有損積分電路。圖3是用ispPAC10實現該濾波器的方法。圖中，p=-[k11k12]/[(GF1Re)(CF2Re)]

??? m=1/(CF1Re)

??? n=-[k12k21]/[(GF1Re)(CF2Re)]。

??? CF1和CF2是反饋電容，Re是輸入運放的等效電阻，其值為250kΩ。圖4是在PAC-Designer環境中實現圖3所示濾波器的設計實例，k11、k12、k21、k22和反饋電容都賦給相應的值。圖5是PAC-Designer軟件對設計實例的仿真結果。完成設計和仿真后，就可對PAC器件進行編程。IspPCA器件的編程接口是JTAG測試接口，所需電源為5V。