Texas Instruments AFEx32A3W電流源智能模擬前端 (AFE) 是一款三通道、緩沖電壓輸出、電流輸出和ADC輸入智能AFE。AFEx32A3W器件支持的電流源可用于線性控制激光二極管和微型電機(jī)。這些器件支持Hi-Z掉電模式和電壓輸出斷電條件下的Hi-Z輸出。通道1可配置為ADC、電壓輸出DAC或比較器。該電壓輸出DAC提供強(qiáng)制感應(yīng)選項(xiàng)，用作可編程比較器和電流阱。借助多功能GPIO、功能生成和可編程非易失性存儲(chǔ)器(NVM)，這些智能AFE可用于無(wú)處理器應(yīng)用和設(shè)計(jì)重復(fù)使用。這些器件自動(dòng)檢測(cè)SPI或I^2^C接口，包含一個(gè)內(nèi)部基準(zhǔn)。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments AFEx32A3W電流源智能模擬前端數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

Texas Instruments AFEx32A3W的功能集與微型封裝和低功耗相結(jié)合，使這些智能AFE非常適合用于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò) (PON) 和其他工業(yè)激光應(yīng)用中的激光二極管功率控制和電吸收調(diào)制激光器 (EML) 控制等應(yīng)用。

特性

• 電流源DAC
  • 1 LSB DNL
  • 兩個(gè)量程（300mA和220mA）
  • 770mV余量
• 雙電壓輸出DAC
  • 1 LSB DNL
  • 1×、1.5×、2×、3×和4×增益
• 通道1上的ADC輸入
• 通道1上的可編程比較器模式
• VDD 關(guān)閉時(shí)可提供高阻抗輸出
• 高阻抗和電阻下拉斷電模式
• 50 MHz SPI兼容型接口
• 自動(dòng)檢測(cè)I^2^C或SPI（1.62V V IH ，VDD = 5.5V時(shí)）
• 可配置為多種功能的通用輸入/輸出 (GPIO)
• 預(yù)定義波形生成（正弦、余弦、三角和鋸齒）
• 用戶可編程的非易失性存儲(chǔ)器 (NVM)
• 內(nèi)部或電源作為基準(zhǔn)
• 寬工作范圍
  • 電源范圍：3 V至5.5 V
  • 溫度范圍：-40°C至+125°C

功能框圖

德州儀器AFEx32A3W智能模擬前端：激光控制與電壓調(diào)節(jié)的理想解決方案

引言

德州儀器(TI)的AFE432A3W和AFE532A3W(AFEx32A3W系列)是高度集成的三通道智能模擬前端(AFE)器件，專為精密模擬信號(hào)處理而設(shè)計(jì)。這些器件結(jié)合了10位/8位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和可編程比較器功能，為光學(xué)模塊、激光控制和工業(yè)應(yīng)用提供了完整的解決方案。本文將詳細(xì)介紹該系列器件的主要特性、工作原理和典型應(yīng)用。

主要特性與技術(shù)參數(shù)

AFEx32A3W系列具有多項(xiàng)卓越特性，使其在眾多應(yīng)用中脫穎而出：

1. ?多通道靈活配置?：
   • 兩個(gè)專用電壓輸出DAC通道
   • 一個(gè)可配置為電壓輸出DAC、ADC輸入或比較器的多功能通道
   • 電流源DAC(高達(dá)300mA)
2. ?精密性能指標(biāo)?：
   • 10位(AFE532A3W)或8位(AFE432A3W)分辨率
   • 電壓輸出DNL(差分非線性度)：±1LSB
   • 電流輸出范圍：220mA或300mA可選
   • 低輸出噪聲：50μVPP(0.1Hz至10Hz)
3. ?智能功能?：
   • 內(nèi)置非易失性存儲(chǔ)器(NVM)
   • 可編程波形生成(正弦、余弦、三角波、鋸齒波)
   • 可配置GPIO引腳支持多種功能
4. ?接口選項(xiàng)?：
   • 自動(dòng)檢測(cè)I2C或SPI接口
   • I2C支持標(biāo)準(zhǔn)模式(100kHz)、快速模式(400kHz)和快速模式+(1MHz)
   • SPI時(shí)鐘速率高達(dá)50MHz
5. ?寬工作范圍?：
   • 電源電壓：3V至5.5V
   • 溫度范圍：-40°C至+125°C

應(yīng)用領(lǐng)域

AFEx32A3W系列器件特別適合以下應(yīng)用場(chǎng)景：

1. ?光學(xué)模塊控制?：
   • 激光二極管功率控制
   • 電吸收調(diào)制激光器(EML)控制
   • 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)系統(tǒng)
2. ?工業(yè)自動(dòng)化?：
   • 微型電機(jī)控制
   • 精密電壓基準(zhǔn)
   • 過(guò)程控制環(huán)路
3. ?測(cè)試與測(cè)量?：
   • 自動(dòng)測(cè)試設(shè)備(ATE)
   • 傳感器信號(hào)調(diào)理
   • 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

典型應(yīng)用電路

AFEx32A3W的一個(gè)典型應(yīng)用是電吸收調(diào)制激光器(EML)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該應(yīng)用利用器件的以下功能：

1. ?IDAC輸出?用于激光二極管偏置
2. ?VDAC輸出?通過(guò)運(yùn)算放大器反相后提供EAM所需的負(fù)偏置電壓
3. ?ADC輸入?監(jiān)控光電二極管輸出，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1. ?電源設(shè)計(jì)?：
   • VDD和PVDD應(yīng)通過(guò)低阻抗PCB走線短接
   • 推薦使用1μF至10μF電容與100nF電容并聯(lián)進(jìn)行電源去耦
   • CAP引腳需要約1.5μF的旁路電容
2. ?熱管理?：
   • 器件不提供自動(dòng)熱關(guān)斷功能
   • 外部電路設(shè)計(jì)必須確保結(jié)溫在規(guī)格范圍內(nèi)
   • IDAC通道的功耗與PVDD電壓和輸出電流直接相關(guān)
3. ?布局建議?：
   • 分離模擬、數(shù)字和電源走線
   • 去耦電容應(yīng)盡可能靠近器件引腳
   • 遵循器件數(shù)據(jù)手冊(cè)中的布局示例

寄存器配置與編程

AFEx32A3W提供豐富的寄存器配置選項(xiàng)，通過(guò)I2C或SPI接口進(jìn)行編程。主要寄存器組包括：

1. ?DAC配置寄存器?：
   • 增益設(shè)置
   • 輸出模式選擇
   • 比較器功能配置
2. ?功能生成寄存器?：
   • 波形類型選擇(正弦、三角波等)
   • 相位設(shè)置
   • 斜率控制參數(shù)
3. ?系統(tǒng)控制寄存器?：
   • 電源管理模式
   • 接口配置
   • GPIO功能映射