Luận văn nghiên cứu Ứng dụng công nghệ fpaa trong kỹ thuật Đo

Trong lĩnh vực thiết kế điện íử tương tự, người {a cũng cố gắng fìm ra các thực thể có tính năng tương đương với TPGA trong lĩnh vực thiết kế điện tử số nhằm giúp chơ quá trình thiết k

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ

FPAA TRONG KY THUAT BO

NGANH: DO LƯỜNG VA HỆ THỐNG ĐIỂU KHIỂN

Trong thời đại Khoa học và Công nghệ, trí thức luôn là hành trang quí

báu đối với mói con người Tri thức cho ta sức mạnh, niềm đam mê và những

khát khao được khám phá thế giới Trên chặng đường làm chú khoa học công nghệ ngày càng nhiều các phát minh mới ra đời đem lại những thành tựu to lốn cho nhân loại Để làm chủ ngôi nhà công nghệ, trí thức luôn là chìa khóa

để mở những cánh cửa đố Cùng sự phát triển của xã hội mỗi người luôn cố

gắng fìm tồi, học hôi và nâng cao hiển biết của mình Để có dược sự thành công không thể thiếu sự quan tâm, giúp dỡ của các thầy cô và những thế hệ di

trước

Tôi xin được gửi lời biết ơn chân thành nhất tới PGS.TS Phạm Thị Ngọc Yến, Lh.s Lé Hai Sam da tan tình hướng đẫn và động viên Tôi trong

suốt quá trình thực hiện luận văn của mình

Tôi xin cảm ơn tới toàn thể các thầy cô giáo Bộ môn Kỹ thuật đo va tin

học công nghiệp, Trung fâm sau đại học Trường DHIBK IIN đã giúp đỡ Tôi trong quá trình học †ập tại trường

Xin cam ơn gia đình, các bạn đồng nghiệp, khoa Điện- Điện Tử Trường

Cao đẳng KT-KT CN I da tao moi diéu kiện dể Tôi có thể hoàn thành luận văn của mình.

1.3 Tính ưu việt của ky thoat chuyén mach (y dign eect 1ã

1.4.1 Dạng tín hiệu lấy mẫu trong kỹ thuật chuyến mạch tụ điện 19

1.4.2 Các đặc tính của tín hiệu analog lấy mẫu . 20 1.4.3 Vấn dê chống trùng phổ và lọc san phẳng tín hiệu cee Ol

2.1.1 Cấu trúc tổng thể của AN10E40 a 2

3.1.6 Bộ biến đổi tương tự - số kiểu xấp xỉ dâu

3.1.7 Mạch tạo nguồn diễn áp chuẩn (referenee)

3.1.8 Clock hệ thống -

3.2 Hoạt động của FPAA

3.2.1 Giao diễn thiết lập cầu hình

3.2.2 Các mode hoạt động của FPAA

3.2.3 Thiết lập cầu hình cho FPAA từ bộ nhớ ROM nối tiếp

3.2.3.1 Nap cấn hình từ bộ nhớ I'PROM có chuẩn SPI

3.2.3.2 Nạp cần hình từ bộ nhớ EEROM không có chuẩn SPL

3.1.3.3 Nạp cầu hình từ bộ nhớ SxROM cho nhiều FPAA

3.2.4 Thiết lập cầu hình cho TPAA từ một hệ vi xứ lý

3.3.1 Định dạng dữ liên câu hình ban đầu

3.3.2 Dinh dạng dữ liệu thay đối cầu hình động,

3.3.3 Các ví dụ lập cấu bình cho FPAA ¬

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG FPAA TRONG PHƯƠNG PHÁP ĐO LƯU TỐC

MÁU

4.1 Giới thiệu chung

4.2 Phương phấp đo thử «is

41.3 Phương pháp đo lưu tốc máu đùng FPAA se

KET LUẬN VẢ HƯÓNG PHÁT TRIỂN

PHỤ LỤC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

FPAA: Field Programable Analog Array

NRE: Non — Recurrent Engineering cost

CAM: Configurable Analog Modul

CAR: Configurable Analog Block

LUT: Look Up Table

SPI: Serial Peripheral Interface

SSI: Synchronous Serial Interface

QFP: Quad Fald Pack

NOL: Non- Overtlaping

YMR: Voltage Mid-Rail hodc Voltage Main Reference

PCA: Programmable Capacitor Array

PRA: Programmable Resistor Array

SAR: Successive Approximation Register

Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật các hệ thống Do

lường điểu khiển ngày càng trở nên thông minh hơn Việc ứng dụng vi xử lý

và vi điều khiển giúp giải quyết nhiều bài toán phức tạp Tuy nhiên, để các hệ

thống đó ngày càng đơn giản và dễ sử dụng thì cần phải có một công nghệ mới nhằm đáp ứng những yêu cầu đó

'Từ trước tới nay, việc thiết kế và chế tạo mạch điện tit tuong tu (analog electronics) chủ yếu là dựa trên các phần tử mạch ở mức thấp Đó là linh kiện rời gồm diện trổ, tụ dién, diode, transistor, céc vi mach analoe thông dụng

kiểu như Op - Aanp và gầu đây nhất là các vi nuạch custoruer kiểu như ASIC

Trên thực tế, mạch điện tử tương tự là một hốn hợp các phần tử cả thụ động lân tích cực Các phân tứ đó được sắp sếp lại với nhau sao cho có thể

thực hiện được các chức năng mà người thiết kế dat ra Su sắp xếp này thường được gợi là sơ đồ mạch hoặc đôi khi được gọi là cẩn hình mạch Thông thường, quá trình thiết kế một mạch điện tử tương tự bao gồm các bước:

- Xác định hầm truyền mô tả hoạt động cña mạch

- Xây dựng sơ để mạch

- Lựa chọn, sắp xếp các phần tử và xác dịnh các giá trị các tan số cửa từng phần tử

Chính diều này làm cho việc thể hiện các ý tưởng thiết kế ở mức cao rất

khó khan Nó đòi hỏi người thiết kế phải cổ một trình độ cao về kỹ thuat mach

và phải nắm vững đặc tính cửa các phản tử dùng cho thiết kế

Sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông fín trong những thập niên

vừa qua và sự ra đời các phần mềm hỗ trợ thiết kế đã giúp ích rất nhiều cho

công việc thiết kế của người kỹ sư Với sự trợ giúp của các phần mềm thiết kế

mạch diện tử người kỹ sư hoàn toàn có thế mô tả thiết kế trên máy tính, chạy

mô phỏng và đánh giá kết qnả của thiết kế trước khi triển khai thực hiện nó.

mêm hỗ trợ thiết kế, từ lân người ta dã chế tạo ra các ví mạch logic khả trình

PLD, CPLD, FPGA Nhờ đó, công việc thiết kế và chế tạo các mạch điện tử số trở nêu dơn giản bơu rất nhiều Người thiết kế thiết bị điệu tử số bây giờ chỉ

cần mô tả chức năng của nó thông qua ngôn ngữ lập trình bậc cao (ví dụ 'VHDL), sau đó dùng phần mềm trợ giúp thiết kế biên dịch bản mô tả đó sang

dạng chuỗi bít để nạp vào các chip PLD, CELD, hoặc FPGA Bảng cách đó

người thiết kế đã lập trình biến một chíp “trắng” thành một thiết bị điện tử có chức năng †ương đương với cả một bảng mạch phức tạp Người thiết kế cũng

có thể kiểm tra hoại động của mạch trước khi lập trình ch chip bằng cách chạy mô phông trên máy tính

sử dụng phản mều trợ giúp thiết kế cùng với các ví mạch logic

khả trình đã làm đơn giản hoá quá trình thiết kế mạch điện tử số, rút ngắn thời

lan triển khai các thiết kế và có thể thay đổi các chức nang logic của các thiết

bị ngay cả khi nó đang hoạt động

Trong lĩnh vực thiết kế điện íử tương tự, người {a cũng cố gắng fìm ra

các thực thể có tính năng tương đương với TPGA trong lĩnh vực thiết kế điện

tử số nhằm giúp chơ quá trình thiết kế và chế tạo thiết bị analog trở nên don

giản hơn, đồng thời làm tăng tính linh hoạt mềm đẻo của thiết bị Những cố gắng đó của các nhà chế †ạo vi mạch đã tạo ra một đòng sản phẩm dặc biệt gọi

là FPAA Œicld Programable Analog Array), tức là mạng lưới các khối mạch

điệu lử tương tự có thể lập trình được

Gần đây, Anadigin® (là một lãng chế tạo vị mạch điện tử) đã cho ra đời công cụ thiết kế chế tạo mạch điện tử tương tự †È các HPAA, và gọi là

Anadipmvortcx Công cụ Anadipmvortcx là sự tích hợp của bốn bộ phận cấu thành: phần mễm trợ giúp thiết kế AngadigmDesigner, thư viện các modulc analog, CAM, hộ phát triển dùng cho FPAA, và các ví mạch bán dẫn FPAA

'Với công cụ Anadigymvortex.

Tháng 1 năm 2000, công ty AnadigauéÐ dược thành lập từ 1uội bộ phận của Moforola hoạt dộng theo phương thức kinh cloanh mạo hiểm Sau khi dành

dược quyền sở hữu trí tuệ FEAA, Aaadiem tiếp tục cải tiến công nphệ và bất dần một chiến lược toàn diện Đến tháng 9 nam 2000 ho bat dầu tung ra thị

trường các sâu phẩm EPAA thế hệ đầu tiên, đó là các vi mạch ANIOE40

"Tháng L1 năm đó, Andigrn tiếp tục giới thiệu thế hệ phát triển dùng cho

FPAA đó là bang mạch có tên gọi AN10DS40 cùng với phần mềm giúp thiết

kế Anadigh Designer nhằm giúp các ký sư thiết kế đánh giá công nghệ FPAA,

phát triển và kiểm tra hoạt động của các hệ (hông ứng đụng

'Tháng 8 năm 2002, Anadigm lại đưa ra thị trường các sảu phẩm I'PAA

thế hệ hai với chủng, loại phong phú hơn nhiền Các vi mạch HPAA đang được

sử dụng phổ biếu hiện nay như AN120104, ANI2IL04, AN220U04,

AN221IE04 và AN22IE02 và FPAA thế hệ thứ hai Cùng với các vi mạch

FPAA thế hệ bai, Auadipm tiếp tục đưa ra thị trường công cụ phát triển thế hệ

bai Auadigaxortex có thêm hộ phát triển bằng mạch giúp người thiết kế (ạo ra các mâu thử và kiểm Ira hoạt động của các mạch trước khả triểu khai thực biện

nó

Công nghệ FPAA của Anadigm đã mở mội hướng hoàn íoàn xnới trong

việc thiết kế các hệ thống mạch điện tử tương tự Người ký sư thiết kế có thé

tích hợp nhiều chức năng của hệ thống trên cùng một chip Đồng thời có thể

lập trình thay đổi cấu hình của thiết bị ngay tại hiện trường trong khi nó đang

hoạt động Điều này là rất quan trọng, vì nhiễu khi người thiết kế cản phải

điên chỉnh chức năng của thiết bị cho phù hợp với sự thay dối đặc tính của các sensor và các phản tử khác dùng với nó Với Ánadigmvortex, người thiết kế cũng không cần phải là những chuyên gia về lý thuyết mạch điện tử

Sử dụng công nghệ FPAA trong việc thiết kế, chế lạo các mạch điện từ cũng mang lại lợi ích kinh tế rất lớu Ngoài ra công nghệ FPAA còn cho phép

những người thiết kế chế tạo ra các mạch diện tử có thể rút ngắn thời gian cẩn thiết để dưa sản phẩm ra thị trường và giảm được chỉ phí kỹ thuật đột xuất (NRE - Non Recurrent Engineering cosi) các sản phẩm FPAA cũng có thể

được sử dụng lại nhiều lần cho nhiều ứng dụng khác nhau nhờ sự thay đổi cấu

hình của chúng Nói tồm lại lợi ích của công nghệ IPAA trong viéc thiết kế chế tạo các mạch điện tử tương tự rất rõ ràng, hiệu quả của nổ được thể biện trong mọi dự án cho đù số lượng sảu phẩm nhiền hay ít ngay cả với các thiết

“Nghiên cứu ứng dung cong nghé FPAA trong kf thuat do”

Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài

Công nghệ FPAA và những tính năng vượt trội trong việc thiết kế chế tạo các mạch điện tử tương tự

Mực đích của đề tài

¡ Nắm vĩng công nghệ FPAA

+ Ứng dụng công nghệ FPAA trong ®)o lường và Điều khiến.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KỸ FHUẬT CHUYỂN MẠCH TU DIỆN

1.1 Nguyên lý chuyển mach tu điện:

Chúng ia biết rằng một mạch điện tương tự thường bao gồm các điện

trở, các tụ điện và các phầu tích cực (Transistor, tảng khuếch đại) Công nghệ

chế tạo ra các tụ điện thường dễ dàng hơn và đo vậy cũng rẻ hơn so với việc tao ra các điện trở Phương pháp chuyển mạch tụ điện (Swiiched capactor) là

ký thuật thiết kế mạch điện tử, nhờ đó có thể 1ạo ra các điện trở từ các íụ điện

Hình 1 - 1 Nguyén ly chuyén mach tu dién

Xét sơ đồ chuyển mạch tụ điện khí khoá $, thông và khoá @, hở thì 1y Ö được nạp lừ nguồn V qua khoá $, một điện tích q =C x V Ngược lại khi

khoá È, thông và khoá >, hở thì điệu tích đó lạt được phóng hết xuống dat qua

khoá ‡, Nếu điều khiển các khoá {, và $, đóng mở theo chu kỳ với tần số ƒ=

1/T thì dòng điện Irung bình qua mach sé La

Tiiều thức trên cho thấy một tụ điện chuyển mạch liên tục sẽ có tác dụng

dẫn đòng như là một điện trở, như vậy bằng kỹ thuật chuyển mạch ta đã biến một tu điện thành một điện trở tương đương có trị số:

(1.2)

Giá trị R của diện trở tương dương này tỷ lệ nghịch với điện dang C của

tụ điệu và tần số chuyển mạch ƒ, khủ sử dụng kỹ thuật chuyểu mạch tụ điện

muốn cho mạch hoạt động tốt cần chú ý một số nguyên tắc sau:

Kông được để cả hai khoá ở, và $, thông đồng thời

~ Cần phải có mội thời gian quá độ từ khi , bo déu >, thông và từ klủ $;

Hình 1 - 2 Mạch khuếch đại đảo dùng tụ điện chuyến mạch

Õ trạng thái ÿ, mạch này có dạng như hình 1 - 3a điểm nối chung của 2

tụ điện có diện thé bing mute offset vào của Op - Amp mite điện áp o[fset này được do và hiệu chỉnh trong khoảng thời gian của trạng thái 6, (antozezo).

Tĩnh 1 - 3 Mạch khuếch đại đảo ở trang thái $,(a), $;(b)

Tiếp theo là một giai đoạn quá độ, ở đó các khoá È, và $, đều hở Sau

giai đoạn quá độ là trạng thái $; được mô tả ở hình 1 3b 6 trạng thái này tụ

€¿ được nạp †ừ ngnồn Vị, (qua khoá $,) một điện tích q — V„x C„ đồng điện

tích này đồng thời cũng chảy qua tụ Cự và như vậy Cụ cũng được nạp mội điện tích tương tự Du vậy điện ấp ở lối ra của Op — Ainp sẽ là V„„ = - (q/Cy)

Kết quả ta có mạch hình 1-2 là một tầng khuếch dai đảo với hệ số

Hinh 1 - 4 Mạch khuếch đại không dão dùng tụ điện chuyển mạch

hai khoá đó thì sẽ có một tầng khuếch đại hỗn hợp

Hình I- 5 là sơ đỗ của một tầng khuếch đại hỗn hợp Trong sơ đồ này Sien là một tín hiện logic quyết định xị trí của các khoá đ, và ÿ, Ví dụ, khí

Sign = 0 khoá È¡ được nối với Vị, và khoá $; nối với Gnd_ 1a cố mạch khuếch

dại không đảo, Sign — L thì khoá ọ; được uối với V„ và khoá g, nối với Gud —

†a có mạch khuếch đại đảo

dụng tụ C¿= 0 do vậy hệ số khuếch đại của nó là vô cùng ( hoặc âm vô cùng

tuỳ thuộc vào tín hiệu siạn) Một bộ khuếch đại diện áp có hệ số khuếch dại bằng dương vô cùng chính là một mạch so sánh

$

+,

Hình 1 - 6 Mạch so sánh 1.2.3 Mạch tích phản

Nếu loại bẻ khoá @, nối tụ điện xuống Gnd ra khỏi sơ đồ mạch khuếch

đại ở hình | - 5 ta sẽ có sơ đồ mạch như hình 1 - 7 Đây là một mạch tích phân

thứ ¡, ở trạng thái ¢, tu điện C được nạp một điện tích q — V,,x C, con tu điện

Cy do bd mach $, đang duy trì một điện áp của quá trình trước tạm gọi là V„„

Chuyển sang trạng thái $, tụ C„ phóng điện tích đó xuống đất và dồng phóng này sẽ tích thêm cho tụ C„ một điện ap tinh bang:

43

Do vậy điện áp của mạch trên tại chủ kỳ thứ ¡ sẽ là

iy

“vu ‘a as)

Biéu thitc trén đây cho thấy điện áp V„„ chính là tích phân của điện áp

„nhân với hệ số khuếch đại C„/Cạ

Trong sử đồ way Idi vào của Op-amp được nối với tụ điện C„, mạch

phản hỏi có tụ điện Cụ kết hợp với các khoá chuyển uạch >, và ở; thực hiện

chức năng của một điện trở R Như vậy, mạch này có dạng của một mạc vi

phản quen thuộc †heo sơ đồ trên hình 1 - 8b

1.3 Tính ưu việt của kỹ thuật chuyển mạch tụ diện

1.3.1 Các đặc điểm cơ bản

'Với ký thuật chuyển mạch tụ điện, các điện trở trong mạch được thay

thế bằng iu điện Trước hết, kỹ thuật này giúp cho quá trình chế tạo các vi mạch trở nên đơn giản hơn Thay vì phải chế †ạo các điện trở kích thước nhỏ

có trị số rất khác nhan, nhà chế tạo bây piờ chỉ phải tạo ra các tụ diện Và thực

tế, việc chế tạo các tụ điện nhỏ bằng công nghệ CMOS thì đơn giản hơn nhiều

so với chế tạo điện trở Khác với các điện trở thông thường, trị số của các điện

trở tương đương tạo ra bằng kỹ thuật chuyển xuạch tụ điệu không phụ thuộc

nhiệt độ mà chỉ phụ thuộc vào điện dung của tụ điện và tầu số chuyển mạch,

|

R= {xe Theo đó, người dùng có thể thay đổi trị số của các điện trở bằng cách thay dối tản số chuyển mạch

Trong cắc mạch điện từ lương tự dùng kỹ thuật chuyển mạch tụ điện đá

xét ở trên, ta thấy hệ số truyền đạt của chúng đều chỉ phụ thuộc vào tỷ số của

các tụ điện ( = 3 Đây cũng là một lợi thế của công nghệ chế tạo vi mạch điện

z

tử Với công nghệ vi diện tử việc chế tạo một phần tử mạch (điện trở, tụ điện)

có dộ chính xác cao là rất khó khản, thông thường trị số tuyệt đối cửa các phần tử có dung sai cỡ I0 : 20% Trong khi dó, việc tạo ra các cập phần tit có

†ỷ số piữa các giá rị của chúng chính xác là điều rất dễ dàng Kỹ thuật chế tạo

xi mạch của Anadigm® cho phép chế tạo các cặp tụ điện có tỷ số giữa các điện dung của chúng sai lệch không quá + 0.1%

lệu làm phần tử chính của mạch, kỹ

Ngoài ra, với việc sử dụng các iu

†hnật chuyển mạch tụ diện cñng gấp phần làm giảm công suất tiên tấn và không làm cho vi mạch bị nóng lên khi thiết bị hoạt động lâu dài

1.3.2 ‘Tao dién tro am

Hằng cách thay đổi vi trí các khoá ‡, và $, trong sơ đỏ chuyển mạch 1ụ điện người ía có thé tao ra các phần tử có đặc tính điện trở am Sơ đồ mạch ở hình I 9 giải thích nguyên lý (ao điện trở dương (a) và điện trở âm (b) Theo hình 1-9a, ở trạng thái ý, tụ điện được nạp từ nguồn điện áp V và dòng nạp này cũng chính là đồng điện ra có chiều cùng với chiều của nguồn nạp Ở

trạng thái È›„ tụ điện phóng hết điện tích xuống Gnd, chuẩn bị cho một chu ky

nạp mới Còn theo hình 1-9b, ở trạng thái $, tụ điện được nạp từ nguồn điện áp

' và ở trạng thái ÿ; tụ điện phóng điện tích tao nén dong ra Dong ra từ † này

có chiều ngược với chiều của ngnồn nạp

Hình 1 -9 Chuyển mạch tụ diện tạo diện trở đương (a) và âm (h)

Điện trở âm là một đặc tính rất được quan tâm của các phần fử mạch điện Nó thường được ứng dụng trong việc fạo các mạch có đặc tính gần lý

tưởng, các mạch đo lường chỉnh xác, các bộ đao động

1.3.3 Mạch chỉnh lưu tích cực

Từ sơ dồ mạch khuếch dại hỗn hợp mõ fả ở hình I 5, ta thấy rằng để

đổi dấu hàm của bộ khuếch đại dùng kỹ fhuật chuyển mạch íụ điện ta chỉ cần

thay dối mức của tín higu Sign Digu này thuận lợi hơn rất nhiễn so với các mạch khuếch đại dùng các phần tử thuần trở, ở đó để thay đổi đấn của hầm truyền mà vận giữ nguyên độ lớn la buộc phải thay đổi cả cấu trúc của mạch lâu quan hệ về trị số của các phần tử trong uuạch (hình 1 - 10) Với một vài

phần tử mạch bổ sung, ía có thể biến đổi mạch khuếch đại hôn hợp có chuyển

mạch tụ điện thành mội bộ chỉnh lưu tích cực hai nửa chu kỳ

Hình 1 - 10 Mạch khuếch đại không đão (ä) và đảo {b) dùng điện trử

Tĩnh 1-11 mô tả sơ đồ của một mạch chỉnh lưu tích cực, như vậy trong

sơ đỏ này ta dùng điện áp vào Vụ, có thể đưa qua một ruạch so sánh, làm tín

hiệu Sizn Vẫn dựa trên nguyên tắc của mạch khuếch đại hỗn hợp đá được mô

tả ở hình I 5, bây giờ ía dùng thêm một mạch so sánh để tao tín hiệu Sign

với quy ước khi V„> 0 thì Sign — 0 và ngược lại khi Vi, 0 thi Sign — 1

Với nguyên tắc dó diện áp ra của mạch ở hình 1 — LÍ được tính như sau:

- Khi Vụ > 0 thi Sipn — 0,

Day chính là biểu thức của một mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ

1.4 Lấy mẫu tín hiệu

1.4.1 Dạng tín hiệu lấy mẫu trung kỹ thuật chuyển mạch tụ điện

Trong các sơ đồ mạch sử dụng kỹ thuật chuyển mạch tụ

Hình 1 - 12 Các trạng Lhái của phép chuyển mạch 1u diện

Dang tín hiệu trong các thiết bị sử dụng kỹ thuật chuyển mạch tụ điện không phải là tín hiệu liên tục theo thời gian như trong các mạch điệu tử tương

tự thông thường mà là tín hiệu gián đoạn, cũng còu được gọi là tín hiệu lấy

mẫu (sampled signal) Trong mối chip EPA.A, ngoài các tụ điện chuyển mạch

thực hiện phép lấy mẫu tín hiệu còn có các khối Sample and hold (S & H) thực hiện vai trò giữ mẫn

5Jo|b ®|®&|®|si|s|b &|4|6|s|s|k &

trong đó là tín hiệu liên tuc theo thời gian (analog)

— làtinhiệugián đoạn theo thời gian (sampled data - lấy mẫu)

Hình L - 13 Dạng tín hiệu analog trong FPAA

Nếu như tần số lấy mẫu so với tầu

ín hiện thì dạng tín hiệu lấy mẫn này không khác nhiều so với tín hiệu liên tục theo thời gian

1.4.2 Các đặc tính của tín hiệu analog lấy mẫu

Cũng như các tin higu digital, Gin higu analog Idy mau cé dang gián doạn theo thời gian, tức là dược thể hiện thông qua một tập các giá trị rời rạc,

tuy nhiên tin hiện analog lay man cé thé nhận giá trị bất kỳ, cồn tín hiện digital chỉ nhận các giá trị theo các mức lượng tử

Khi thực hiện phép lấy mẫu tín hiện thì một trong những vấn để cần phải lưu ý là quan hệ giữa tần số lấy mẫu và tản số tín hiện Với phép khói phục fín hiệu dạng bậc thang như ở hình | 13 (sit dung S & H), thi quan bệ * tấn số lấy mẫn bằng hai lần tần số tín hiện” theo như tiêu chuẩn Nyquist là không thoả dáng Nói chung, tắn số lấy mẫu càng cao càng tốt nhưng phải thoả mãn các ràng buộc về phản cứng: thời pian xác lập của mạch, diện trở của các switch

‘Theo cdc tài liệu của Anadigm thi tần số lấy mẫu nên chọn tối thiểu bằng 1Ô lần tần số tín hiệu dé dam bao khôi phục day dủ thông tin ban dầu của tín hiệu

1.4.3 Vấn dể chống trùng phổ và lọc san phẳng tín hiệu

Bất kỳ tín hiệu nào được lấy mâu với tần số thấp hơn giới hạn Nyquist

của nó cũng đều có thể bị tràng phổ với một thành phần tín hiệu có tần số thấp hơn Để ngăn ngừa sự trùng phổ trong các mạch sử dụng tụ điện chuyển mạch

thường có thêm một bộ lọc thông thấp nhằm loại bỏ thành phần tần số cao do

ảnh hưởng của nhiễu

Mat khác, bản chất của tín hiệu trong các hệ chuyển mạch tụ điện là có dang 'bậc thang" do quá trình lấy mẫu và duy trì mẫu (Sample-and-Hold) Dé cải thiện đặc tính của tín hiệu ra, người ta sử dụng thêm các bộ lọc san phẳng

ở cửa ra của môi khối chức năng analog

3)

Hình 1-14 Cấu trục hoàn chỉnh của một bộ khuếch đại trong FPAA

Hình 1-14 mô tả cấu trục hoàn chỉnh của một bộ khuếch đại gồm một

mạch khuếch đại dùng tụ điện chuyển mạch và hai bộ lọc thông thấp để chống

trùng phổ và san phẳng tín hiệu ra.

CIHƯƠNG 2 THẾ HỆ PHÁT TRIỂN CUA FPAA

2.1 RPAA thể hệ thứ nhất - AN10E.40

2.1.1 Cấu trúc tổng thể của AN10E40

Các chíp FPAA thế hệ đầu tiêu được hãng Auadigau® chế tạo và lung,

ra thị trường vào tháng 9 năm 2000, có ký hiệu ANI0E40 Chip ANIOF40 được đóng vỏ kiếu QEP (Qnad Flat Pack), có 8O châu, kích thước 14 x l4mm, làm việc với nguồn cung cấp DC 5V Về mặt cấu trúc, mỗi chip ANI0E40 chứa một ma trận gồm 20 khối analog có thể thay đổi được cấu hình, gợi là CAB (Configurable Analog Block)

E1 wa] | Config Tonge | Configueaiioa Data shift Register

chip ANI10E40 còn có một bộ tạo nguồn điện áp chuẩn (refercuee) khả trình 8-bii, người thiết kế có thể lập trình để thay dổi mức điệu áp ra của nguồn

reference này Ngoài ra, ANI0E40 còn có bộ tạo tín hiệu clock, lấy tì một máy phát chủ có tầu số cực đại cỡ 20MHz Tân số của tín hiệu clock dùng cho

xuạch được lập trình bằng cách thay đổi hệ số clủa tẩu của một bộ chỉa ơn- chấp Cả nguồn điệu áp ref©reuce và nguồu tín hiệu clock đêu có thể được

dùng cho mọi phần tử CAB bất kỳ trong mạng lưới của ANL0I:40

Trang hái cấu hình của chip ANI0I40 được lập trình và lưu giữ tại một bộ nhớ SRAM on chúp, gọi là bộ nhớ cấu hình Bộ nhớ cấu hình S&AME nầy được nạp nội dung khi cấp nguồn †ừ một bộ nhớ PROM nối tiếp ở bén

ngoài, hoặc có thể từ cổng giao diện của một hệ vi xử lý kết nối với chịp

ANI0EA0 Nội dụng của bộ nhớ cấu hình được

go ra trong quá trình thiết kế nhờ phần mềm thiét ké AnadigmDesigner® Khi hoạt dộng, mạch lapic tạo

cấu hình và thanh ghi dịch trong chip sẽ quy định chức năng cho các CAI3

theo nội dung của bộ nhớ

Các khối chức năng xử lý tín hiệu thông fbường như khuếch đại, chỉnh

lưa, tích phân, so sánh, lục bậc lui

đùng chỉ một phần tử CAB Các khối chức năng phức tạp hơn, như các bộ lọc

đều có thể được thực hiện bằng cách

bậc cao, các bộ dao động, các bộ diều chế dộ rộng xung và bộ quarlizer có

thể được thực kiện bằng cách dùng bai bay nhiều CAB,

2.1.2 Cấu trúc chỉ liét ca CAB

Mỗi phần tử CAB trong AN10E40 pồm có mội Op-Amp và các tụ điện

có chuyển mạch (switch - capacitor) Do vậy, người thiết kế có thể lập trình để

tạo ra các khối chức nang analog khác nhau từ các phản tử CAB của

ANIOI40 Với ký thuật chuyển mạch tụ điện, người ta có thể †ạo được các

phần tử điện trở tương đương với độ chính xác cao, giá thành lại rẻ, Thực tế, mặc dù rất khó có thể chế tạo được các tụ điện MOS có trị sở chính xác (thông

thường sai số điện dung trong các vi mạch cỡ 20%), nhưng người ta lai có thể

đễ dàng tạo ra trong cùng một chịp các cặp tụ diện có tỷ lệ giữa các trị số điện dung của chúng rất chính xác (sai lệch không quá +0.1%) Tất cả các khối

chức năng CAB trong ANI0E40 đều sử dụng kỹ thuật này, bằng cách điều chỉnh thích hợp các chuyển mạch t4 sẽ tạo ra dược các khối chức năng analop theo yêu cầu

Theo đó, mối CAB có một Op-amp Méi cum sit duug tám tụ điện có

khác nhau Chức năng thực sự của mạch dược quyết định bởi chế độ hoạt động

của các chuyển mạch xung quanh các cụm tụ điện Do vậy, tt mối phan tit

CAB của ANI0E40 người thiết kế có thể lập trình để tạo ra các khối chức

2.1.3 Nguồn điện Ap reference

Vi mạch AN10E40 có một bộ tạo nguồn điện ấp DC reference on chip

có thể lập trình được Điều này là rất cần thiết cho các ứng dụng như so sánh điện áp, biến đổi tín hiệu và các phép đo lường chính xác Tất cả các điện áp

aualos frơng mạng lưới FPAA đều được đo so với một mức nến nhất định gợi

là VMR(Voltage Mid-Rail) Cụ thể, VMR chính là mức giữa của nguồn cung

1 dat cia nguéu (AVSS) Điện áp VMR được tạo

được dùng để cấp cho các phần tit CAB cha FPAA (hình 2- 3) Các giá trị lập trình cho nguồn điện áp rofercnec cñng được so với diện áp nền VMR này

"trong cấn trác mạch tạo VMR trên hình 2-3 gồm bộ tạo diện áp chuẩn

reference, mach op amp va digo tro $0Q nam 6 trong chip ‘Fu điện 1U0nH(ở

béu ugodl) cing véi diéu (réy 502 lạo nên một mát lọc thông thấp RC đơn giản

nhưng hiện quả được dùng để lọc điện áp VMR Tụ điện L0aF (cũng ở bên

ngoài) dùng để lọc các nhiễu xung do chuyển mạch Cần lưu ý không nên gây tải biên ngoài cho nguồn VMB, tụ diện lọc 100nF phải là muội tụ diện có cách điện tốt

2.1.4 Các phân tử vào/ru nnalog

ANIOE40 có 13 phẩu tử vào/ra cho phép người thiết kế nối các tín

hiệu trao đổi vào/ra theo kiểu bulfes bộ độm) với các mach bén trong vita us

Ngoài ra, người thiết kế cũng cố thể đùng thêm vài phần tử bên ngoài(tụ điện, điện trở) kết hợp với một hoặc hai phần tử vào/ra này để tạo nên một bộ lọc

Để làm bộ đệm cho tín hiệu vào cẩn phải để hở khoá (nối giữa X và Y), không nối các cực X và Z„ dưa tín hiện vào tới cực Y, đầu ra O nối với lới vào

của một phần tử CAB(hình 2-4)

Dể làm bộ đệm tin hiệu ra thông mạch khoá giữa X và Y, tín hiệu ra từ

CAB đưa tới đầu vào 1, nối tải bên ngoài với cực Z, không nối các cực X và Y

'Trong một số trường hợp, ta có thể để hở khoá và không cấp nguồn cho mach buffer Khi đố tín hiệu ra có thé được lấy từ cực X và tín hiệu vào có thé

đưa tới cực Z„ tuy nhiên với trường hợp này ta cần chú ý đếu ảnh hưởng của tải

{vì không có buffer)

Một ứng dụng rất quan trọng của các phẩu (ử vàoƒ/ra analog là lạo ra các

bộ lọc thông thấp dế khử trùng phổ cho tín hiệu vào hoặc lọc san phẳng cho

Dể chống hiện tượng trùng phổ có thể xây ra do việc lấy mẫu tín hiệu,

ta cổ thể tạo các bộ lọc thông thấp theo sơ đồ nối mạch ở Iình 2 5 Iình 2

5a là mạch lọc thông thấp bậc hai, Hình 2 5b là mạch lọc thông thấp bậc

bốn Đặc tính tần của các bộ lọc này được mô tả ở Hình 2 - 7

Cũng với các phần tử vào/ra analog dé, nếu nối mạch theo các sơ

đỗ ở Hình 2 - 6 ta sẽ nhận được các bộ lạc thông thấp dùng dể khôi phục lại

bộ nhớ PRƠM nối tiếp ở bên ngoài hoặc từ cổng giao điện của một hệ vị xử lý

kết nối với nó Mức điện áp ở chân 2 (Model [ L]) của AN10E40 quy định chế

áp thấp (logic 0} thì

độ hoạt dộng của nó Nến diện áp ở chân 2 có mức di

ANIUH40 làm việc ở model 0, sẽ nạp nội dung cho bộ nhớ SRAM tit céng

của một hệ vi xử lý (Hình 2 - 8)

giao điệ

Hệ vi xửlý

Hình 2-8 Nan cấu hình cho FPAA từ một hệ Vỉ xử lý

Còn nếu tiện áp ở chân 2 có mức cao (logic 1) thì ANIGE40 làm việt Ở model

1, tức là nội dung của bộ nhớ SRAM được nạp từ một bộ nhớ EPROM nổi tiếp

(Inh 2-9)

ANIOFAO MODE [1]

Hình 2-9 Nạp cấu hình chu FPAA từ một bộ nhớ EPROM nổi

Mức điện ấp ở chân 3 (MODI:LI2J) của AN1UL/40 quy định việc sử dung tin higu clock trong trao đổi dữ liệu Nếu diện áp ở chân 3 có mức thấp (logic 0) thi tín hiện clock trong trao dối đữ liệu Nếu diện áp ở chân 3 có mức

thấp (logic 0) thì tín hiện clock dược lấy từ chip ANI0E40 Còn nếu điện áp nay có mức cao (logie 1) thi tín hiện clock dược lấy từ nguồn ngoài

2.1.6 Các ưu thế của AN10E49 trong thiết kế mạch

Với sản phẩm FPAA và phản mềm thiết kế Anadipml2isgner®, người

thiết kế có thể tạo ra sản phẩm một cách nhanh chóng Người ta có thể tạo ra

một mạch điện tử tương tự thực sự quan trọng trong vòng vài phút, thay vì tối thiểu phải vài tuần nếu như sử dụng kỹ thuật kế thông thường

EPAA cho phép người sử dụng có thể lập trình để thay đối cấu trúc của thiết bị ngay trên bảng mạch của nó (in-cirenit), Khong cần phải thay dối kết

cấu nối mạch bên ngoài Việc thay đổi này chỉ là thay dối nội dung của bộ

Sau khi đã thiết kế mạch, trong quá trình thực biện sản phẩm người thiết

kế không cẩn phải có các thao tác hiệu chính số của các linh kiện (kiểu trimming hoac turning)

'Từ cuối năm 2005, Anadigm® da thay thé cac vi mạch AN10E04 bằng

nhóm vi mạch thế hệ thứ hai có nhiền tính năng phong phú hơn

2.2 EPAA thế hệ thứ hai

2.2.1 Đặc điểm chung

Các vi mạch I'PAA thế hệ thứ hai cla Anadigm® bắt đầu được đưa ra

thị trường 1ừ tháng 8 năm 2002 Hai năm qua đã cé uam nhóm vi mach FPAA

được giới thiệu và đưa ra sử dụng phố biếu là ANI20B04, AN220B04,

ANI2IE04, AN221E04, và AN221E02

Trong số đó, các nhóm mạch AN1I20E04 và AN12IE04 được sản xuất

với số lượng rất lớn, có giá thành rẻ phù hợp với các ứng dụng đại trà, yêu cẩu

tích hợp nhiều chức năng analog trên một chíp AN220E04 và AN22IE04 là nhứng vi mạch đã được cải tiếu cho phép người thiết kế có thể thay đổi cấu

hình động, tức là có thể thay đổi chức năng của thiết bị ngay cả khi nó đang vận hành Còn AN22IE02 là nhóm vi mạch FPAA có thể thay đổi cấu hình

động, lại vừa có giá rẻ

Gần đây nhất, vào cuối thang 10 nam 2004, Anadigm® dua ra thị trường hai

nhóm vỉ mạch FPAA mới nhất là AN122E04 và AN222E04 với nhiều tính

nâng được cải thiện phong phú hơn

Hình 2-10 Hình thức các vì mạch FPAA thế hệ thứ hai

Đặc điểm chung của các vi mạch FPAA thuộc thế hệ thứ hai là tất cả chúng

đều được đóng vỏ kiểu QEP — 44 chân (Hình 2 — 10) và được nuôi bang nguồn điện áp DC 5 V

Về bản chất mạch các FPAA thế hệ thứ hai này cũng gồm các phần tử

co ban 1a CAB Moi CAB đều chứa các phần tử op-amp làm việc với các tín

hiéu vao/ra analog c6 dang vi sai (differential), nhưng khi cần người thiết kế

cũng có thể chuyển đổi tín hiéu thanh dang don so dat Cac vi mach FPAA

làm việc với khả năng chống nhiễu cao Hệ số tía hiệu/nhiễn (SNR) lớn, 80dB đối với toàn bộ giải thông và 100đB đối với mớt giải hẹp (âm tấn) Hệ số triệt nhiễu giao thoa giữa các phẩn tử troug xuạch là trên 70đB Sai lệch (offseÙ điện áp DC ở lối vào rất nhỏ, dưới 100uV Các vi mạch FPAA có thể thực hiện các phép tạo hàm, hoặc hiệu chỉnh tính phi tuyến cho các sensor thông,

qua việc sử dung mdt bang tra LUT (Look Up Table)

LUT là một cơ chế biển dối phi tuyến sử dụng bộ nhớ báu dẫn, trong đó

địa chỉ của muối 6 chính là lượng vào x còu nội dung của nó là lượng ra y

2.2.2 Thế hệ AN120E04 và AN220E04

Đây là hai nhóm sản phẩm đầu tiên của thế hệ thứ bai do Anadipm® chế tạo Về mặt kiến trúc, chúng hoàn toàn giống nhau Sự sấp xếp của các bộ phân bên trong các vi nạch này được mồ tả trên hình 2- II

Mỗi vi mạch AN120H04 (gợi chung là AN x 20H04) gồm có 4 khối

CAB ở giữa, sắp xếp theo mua trậu vuông 2 x 2 Xung quanh ma trậu CAB La xung lưới các dường kết nối có thể lập trình được Tãi cả các phần tử CAB

đều có thể liên kết với bảng tra LUT để có thể thực hiện các phép biến đổi phi

tuyến tuỳ ý Có nguồn tao điện dp reference để tạo ra mức nên VMR và các

điện áp chuẩn dùng cho các CAB

Các tín hiệu vào analog được đưa tới ma trận CAB thông qua bốn phần

tử mạch vào là các Input Cell từ 1 đến 4 Trong đó, phần tử chuyền mạch vào

thứ tư (Inpnt Cell 4) có thêm một khân đồn kênh(MUX) cho phép chọn nổi

một trong bến nguồn tín hiệu vào khác nhan Các tín bide ra analog die dua

ra từ ma trận CAB ngoài thông qua hai phân tử chuyển mạch ra là các Ontpnt

Ccll 1 và 2 Tất cả các lối vào và ra nnalog của FDAA đều sử dụng tín hiệu ví sai.

Ilnh 2-11 Kiến trúc của các vi mạch ANx20E94

Phan digital cha FPAA pam c6 mot hang tra LUT dang bd nhé 256 Byte,

một giao điện lập trình (ConBguration Interface) qua đó có thể thay đổi cấu tình cho EPAA, và mội thanh ghi xấp xi din SAR (Successive Approximation Register) 8 bit có thể dùng cho cấc ứng dụng cân có biến đổi ADC Việc trao

đổi thông tin cấu hình giứa FPAA và bên ngoài được thực hiện thông qua mnột

bộ chuẩn truyền thông nối tiếp SPL Tín biệu nhịp clock dùng cho EFPAA có thể được đưa vào từ một máy phát clock ngoài qua chân I)C1.K, cũng có thể được một may phat clock on — chip tao ra hằng cách nối thêm một bộ tình thể thạch anh có cộng hưởng nối tiếp tại châu I2C1.K đó

Hoại động của tất cả các bộ phậu trong EPAA gồm CABx clock, mạng lưới các dường kết nối, các phần tử mạch vào/ra analop đều dược điều khiển

bởi nội dung của bộ nhớ cấn hình SRAM on — chip Bên can méi bit SRAM cấu hình luôn có một bit SRAM ấn(shadow) tương ứng với nó Khi lập trình cho EPAA, các dữ liệu trước hết được dưa vào bộ nhớ SRAM ẩn và chỉ sau khi việc lập trình kết thúc thì uội dung của bộ nhớ SRAM ẩn đó di được copy

vào bộ nhớ SRAM cấu hình để quy định hoạt động của chip

Sự khác biệt cơ bản giữa ANL20104 và AN220T:04 là khả năng thay đổi cấu hình động Trên thực tế, cả hai loại vi mạch FPAA đều có thể được lập

trình để thay đổi cấu hình cho AN120EO4 người thiết kế câu phải reset lai hệ

thống Còn đối với AN220E04 thì không cần phải như vậy, cấu hình của thiết

bị dùng AN220E04 có thể dược thay đổi ngay cả khi nó dang hoại động Đi này có dược là nhờ giao điện lập tình của AN22E04 vẫn có thể tiếp nhận thông tin dể cập nhật bộ nhớ SRAM ẩn mà không làm ảnh hưởng đến hoại

động của thiết bị

2.2.3 Thế hệ ANI21E04 và AN221E04

Các nhóm sản phẩm tiếp theo của thế hệ FPAA thit hai do Anadigm® chế fạo là ANL211:04 và AN221:04 Cũng giống như ở hai nhóm mạch †rước, hai nhóm mạch này có kiến trúc bẻn trong hoàn toàn giống nhau Sự sắp sếp của các bộ phận bên trong các vi mạch này được mỏ tả trên bình 2 - 12

Sự khác biệt cơ bản giữa ANI2IE04 và AN22IE04 vẫn chỉ là ở khả năng thay

hình động Khi nuến thay đổi cấu hình cho AN121E04 người thiết kế

cau phai reset lai hệ thống, cồn cấu hình của AN221E04 thì có thể được thay đổi ngay cả khi thiết bị đang hoạt động, So với các vi mạch ANx20E04 thì các

vi mạch ANx21E04 có thêm những thay đổi đáng kể, Trước hết, đó là sự thay

dối cất

(nput/Output Cell) có thể thay đối dược chiều tín hiệu Điển này giúp làm

tang thêm tính linh hoạt của FPAA trong việc ghép nối với thế giới xung

Hình 2 - 12 Kiến trúc của các ví mạch ANnx21E04

Sự khác nhau giữa A Nx20E04 và ANx2IE04 còn thể hiện ở bộ biến đổi

AD theo kiểu xấp xÌ dân (SAR ADC) Trong đó ANx20E04, kết quả của

SAR — ADC chỉ được đùng làm địa chỉ cho bảng tra LUT nhằm Tạo ra các

phép biến đối tín hiệu, các khối chức năng aualog có hàm truyền phí tuyến

Còn ä ANx2IEDM thì ngoài chức năng tạo hàm, kết quả của SAR ~ ADC còn

có thể được dưa ra bên ngoài dể sử dụng như là kết quả của một bộ biếu dối

AD thông thường Kết quả biếu dối của SAR — ADC được dưa ra dưới dạng

xuạch ra(analog) cha ANx21E04 lầm việc ở chế độ digital và mã nối tiếp từ SAR-ADC được đưa ra ngoài theo phần rử mạch ra này Các điểm khác biệt

giữa ANx20E04 và ANx2l1EO4 được liệt kê ở Bảng 2 L

Bang 2-1 Các điểm khác nhau cơ bản giữa ANx20E04 và ANx21E04

A Oscillator

& Clocks

2.2.4 Thế hệ AN221E02

AN221E02 là nhóm các sân phẩm FPAA thế hệ thứ hai có nhiều tính

năng phong phủ, có thể thay đổi câu hình động giống như AN221E04, lại vừa

có giá thành rẻ Kiến trúc bên trong của AN221E02 được mô tả trên Hình 2-

13

Về cơ bản, kiến trúc của AN221IE02 cũng giống với kiến trúc của AN22LT04

Điểm khác biết ở day là số lượng các khối chức năng analop trong mỗi chip

FPAA, Trong mdi chip AN221E02 chi co hai phần tử CAB, trong mỗi vỉ mach AN221194 có tới 4 phần tử CAD sắp xếp theo ma trận 2 X 2 Số các

phần tử mạch vào#ra analop cũng khác lrong AN221H04 có bốn phẩn tử

mach vio/ra analog, cén trong AN221E02 chi có hai phần tử mạch vào/ra

analog Phan tir mach vao/ra analog thét hai cia AN221E02 được nỗi với một

khâu dồn kênh (MUX) cho phép lựa chọn một trong bỗn nguồn tín hiệu vào khác nhau

Toàn bộ các khối chức năng khác, cũng như các hoạt dộng cơ bản của

AN221E02 giống với AN221E04

CHƯƠNG 3: CÁU TRÚC CIH TIẾT FPAA

3.1 Mô lã chỉ tiết các bộ phận của FPAA

3.1.1 Mạch vào analog

Mỗi phần tứ mạch vào analog(Hình 3-1) của ANx20E04 đều được thiết

kế để có thé thu nhận một cach trung thực các tín hiệu analog từ ngoài mả

không cần phải có thêm các linh kiện bổ sung Theo thiết kế, các tín hiệu vào

analog được dẫn tới và truyền qua các phần tử mạch vào đều ở đạng vi sai dé

tăng tỉnh chống nhiễu, tỉnh trung thực Tuy nhiên, mỗi phần tử mạch vào cũng

có thể tiếp nhận một tín hiệu vào & dang don so đất Khi đó, một khoá điện tử

trong mạch sẽ nối ngắn mạch cực âm của cặp dường tín hiệu vi sai bên trong với điểm có điện thể nền VMTR

mM

Bộ lọc có thể tay dif,

Tình 3-1 Phân tử mạch vào nnalog của Anx20E04

Vì lả một hệ thông mạch có thực hiện lây mẫu tỉn hiệu, cho nên mỗi phần tử mạch vào đều có thêm một mạch lọc thông thấp bậc hai để chống

hiện tượng trùng phổ Độ lọc này có thể được lập trình để thay đổi tần số cắt,

và cũng có thể bỏ qua nêu không cân thiết Khi sử dụng bộ lọc chống trang

phổ, Anadigm khuyến cáo nên chọn tân số cắt cúa bộ lọc tối thiểu bằng 30 lần tần số cực dại của tín hiệu l2o vậy, các bộ lọc này chỉ thích hợp với các ứng.

dụng có tần số tín hiệu thấp (từ 15kTTz trở xuống) Nếu tín hiệu vào có tần số cao hơn thì nên dùng bộ lọc ngoài để lọc chồng trùng phố

Phần tử mạch vào analog cũng còn có một bộ khuếch đại chopper (một

đạng khuếch đại điều chế - giải điều chế) én định, điện áp ofsct vào rất thấp

thích hợp với các ứng dụng có tín hiệu vào nhỏ cần hệ số khuếch đại lớn Hệ

số khuếch đại của bộ khuếch đại chopper này có thể lập trình để thay đổi

được với các giá trị bing 2° (n = 4 dến 7)

Hai bộ MUX ở cuổi mỗi khối mạch vào cho phép lựa chọn một trong các tín hiệu analog sau đây: tín hiệu vào trực tiếp, tin hiệu vảo qua bộ lọc

thông thấp, tín hiệu vào qua bộ khuếch dai chopper tin higu vào qua khuếch

dai chopper va lọc thông thấp dé đưa tới CAB Riêng đối với các tín hiệu vào

dang analog don so dat thi nhất thiết phải dược đưa qua bộ lọc hoặc bộ

khuếch đại để chuyển thành dạng vi sai trước khi đưa tới mạng CAB

IN A MUX chin 1 tong

các tía hiệu vào

Hình 3-2 Phần tử mạch vào analog có MUX của Anx20E04

"Trong số các khối mạch vào analoe có mệt khối dược nối thêm một bộ

MUX ở lối vào của nó (Iình 3-2) Với mạch MUX nảy, người đồng có thể

nỗi được 8 nguồn tin hiệu vào analog dang đơn so đất hoặc 4 nguồn tín hiệu dạng vi sai Tuy nhiên, tại mỗi thời điểm chỉ có thể có một nguồn tín hiệu vào

được chợn để đưa tới mạng CAB

3.1.2 Mạch ra analog

Cũng giống như các mạch vào analog, các phần tử mạch ra analog (Hình 3-3) có đủ các tính năng đảm bảo truyền đạt một cách trung thực các tín hiệu

analog, tit mang CAR ra ngoai Trong mỗi phan tit mach ra analog đều cỏ một

ba MUX ở lỗi vào của nó cho phép lựa chọn một trong các cặp tín hiệu analog vi sai tạo ra từ mạng CAB

Mỗi phần tử mạch ra analog có một bộ lọc thông thấp dùng cho việc làm

trơn các tín hiệu dạng bậc thang do bản chất lấy mẫu, bộ lọc nảy cũng có các

tinh chất giống như bộ lọc chống trùng phổ ở các phần tử mạch vào Các

đường nổi tắt (bypass) cho phép khi cần có thế đưa thẳng tín hiệu analog từ

mang CAB ra ngoai không qua bộ lọc thông thấp đó Tiếp sau bộ lọc thông

thấp là các bộ biến dổi DIFF2SINGER dễ biến đỗi dạng vi sai của tín hiệu

thành dạng đơn so đất Người thiết kế có thể lựa chọn một trong hai lỗi ra đơn

(OUTI hoặc OUT-) so với điện thế nên VMR, Ioặc cũng có thể sử dụng tín

hiệu ra vi sai lẫy ở cả bai cue (OUT+ va OUT-) Cha ¥ rằng, biên đô của mỗi

tín hiệu ra đơn so đất chỉ bằng một nửa biên độ của tín hiệu ra vi sai

RYDASE