ZHCUBN3 December   2023 MSPM0L1303 , MSPM0L1304 , MSPM0L1305 , MSPM0L1306 , MSPM0L1343 , MSPM0L1344 , MSPM0L1345 , MSPM0L1346

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 主要系统规格
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 光电烟雾探测器背景 - 基于直流的信号链
      2. 2.2.2 基于调制的烟雾检测信号链
      3. 2.2.3 光学检测 AFE 设计
        1. 2.2.3.1 TIA
        2. 2.2.3.2 BPF
        3. 2.2.3.3 解调器和积分器
        4. 2.2.3.4 LED 驱动器
      4. 2.2.4 光学和机械设计
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 MSPM0L1306
      2. 2.3.2 TLV9062S
      3. 2.3.3 TPS7A24
      4. 2.3.4 TS5A623157
      5. 2.3.5 SN74LVC1G66
      6. 2.3.6 HDC2010
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
      1. 3.1.1 电源
      2. 3.1.2 通信接口
      3. 3.1.3 接头
    2. 3.2 软件要求
      1. 3.2.1 固件入门
      2. 3.2.2 测量和烟雾探测
      3. 3.2.3 附加演示功能
      4. 3.2.4 烟雾探测器 GUI
    3. 3.3 测试设置
      1. 3.3.1 UL217 烟箱和防火测试设置
      2. 3.3.2 环境光测试设置
      3. 3.3.3 空气质量检测测试设置
    4. 3.4 测试结果
      1. 3.4.1 UL217 测试结果
      2. 3.4.2 环境光测试结果
      3. 3.4.3 空气质量检测测试结果
      4. 3.4.4 电源测试结果
      5. 3.4.5 防火室烟雾测试
  10. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 BOM
      3. 4.1.3 CAD 文件
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 文档支持
    4. 4.4 支持资源
    5. 4.5 商标
  11. 5作者简介

2.2.3.1 TIA

AFE 的第一级是包含电阻器反馈 TIA 的跨阻增益级，如图 2-9 所示。该级的目标是将光电流转换为后续级的电压并提供高增益。TIA 中使用的运算放大器是 TLV9062S，它具有 10MHz 带宽、低宽带噪声 (10nV/√Hz）和轨到轨输入和输出 (RRIO)。低噪声和 RRIO 特性可确保 TIA 具有高动态范围，而高带宽可确保与高调制频率兼容，并且即使使用较大的输入光电二极管电容时也具有出色的稳定性。TLV9062S 还有一个关断选项，可在烟雾检测期间保持低功耗。将 TIA 的反馈电阻器选为 249kΩ，以便提供接近 249kΩ 的跨阻增益。添加了一个 1.9pF 反馈电容器，在输入光电二极管电容高达 50pF 时仍能确保 TIA 稳定性。TIA 的 3dB 带宽可使用以下公式计算：

方程式 3. f3dB,TIA=12πRTIACTIA=336.4 kHz

TIA 的直流偏置由电阻分压器提供，公式如下：

方程式 4. Vbias：TIA=R1CM,TIAR0CM,TIA+R1CM,TIA×VDD33=98.9 mV

直流偏置电压（约 100mV）的设计选择主要由三个方面决定：(1) 在不使 TIA 饱和的情况下，可以耐受由环境光引起的大直流电流（约 12.8μA），(2) 与在 0V 时的偏置相比，当输入电流脉冲到达时，仍然可以提供足够的运算放大器带宽。大电阻值 (10MΩ + 309kΩ) 限制流经偏置支路的总电流 (0.32μA)，让支路始终以低功耗导通，(3) 使光电二极管反向偏置电压保持低电平有助于减少光电二极管的泄露，这对高温运行尤为重要。反向偏置还会降低放大器检测到的光电二极管电容。

GUID-20231020-SS0I-5NDQ-FQZD-WHWGQNQ6SGHC-low.svg图 2-6 TIA 原理图