AMC60304 技术文档总结

该AMC60304是一款高度集成的低功耗模拟监视器和控制器，针对大电流输出进行了优化。该器件包括四个 12 位电流输出数模转换器 （IDAC）、一个 12 位、1 MSPS 模数转换器 （ADC）、电源和温度报警监视器以及一个高精度内部基准电压源。

AMC60304 IDAC 支持 200 mA 的满量程输出范围和极低的功耗。这些 IDAC 无需外部元件即可提供准确的电流偏置。
*附件：amc60304.pdf

该AMC60304还包括四个输入引脚，这些引脚多路复用到ADC，并集成了一个低延迟窗口比较器。这些特性使该器件成为接收信号强度指示器 （RSSI） 和信号丢失 （LOS） 检测的绝佳选择。ADC还能够测量IDAC引脚上的电压，从而能够监控这些输出。

该器件具有AMC60304低功耗、高集成度、极小尺寸和宽工作温度范围，是光模块一体化控制电路的绝佳选择。

特性

• 四个12位电流输出DAC （IDAC）
  • 200 mA 满量程输出范围
• 多通道、12 位、1-MSPS SAR ADC
  • 四个外部输入：2.5V 和 5V 输入范围
  • 四个 IDAC 电压监控通道
  • 可编程定序器
  • 可编程超出范围警报
• 内部2.5V基准电压源
• 供应和温度故障报警
• SPI 和我^2^C 接口：1.7V 至 3.6V 工作电压
  • SPI：4线接口
  • 我^2^C：四个目标地址
• 指定温度范围：–40°C 至 +125°C

参数

方框图

一、产品核心定位

AMC60304 是德州仪器（TI）推出的 高集成度 4 通道光模块监控与控制模拟前端（AFE） ，专为光通信模块设计，集成交直流信号调理、监测与控制功能，核心优势在于 多通道大电流 DAC 输出 （4 路 200mA 满量程）、 高精度 ADC 采样 （12 位 1MSPS）与 小型化封装 （2.56mm×2.56mm 36 引脚 DSBGA），适配光模块中激光二极管（LD）偏置、接收信号强度指示（RSSI）、信号丢失（LOS）检测等场景，工作温度范围 - 40°C 至 125°C，满足工业级与汽车级宽温需求，支持 SPI/I²C 双接口，适配不同微控制器（MCU）通信架构。

二、关键特性

1. 高性能 4 通道电流输出 DAC（IDAC）

• 大电流输出能力 ：每路 IDAC 满量程输出范围 200mA，无需外部功率器件即可直接为激光二极管（LD）等光器件提供精准偏置电流，简化外围电路设计；输出电流精度高，温度漂移小，确保光器件工作稳定性。
• 低功耗设计 ：IDAC 工作时功耗极低，在 200mA 满量程输出下仍保持高效能，适配光模块低功耗需求（如 metro 级 intra-dc 互连场景）。
• 电压监测功能 ：ADC 可实时采集 IDAC 输出引脚电压，间接监测输出电流，实现闭环电流控制，避免因负载变化导致的电流偏差。

2. 高精度 12 位 ADC 与信号监测

• 多通道采样能力 ：集成 12 位逐次逼近型（SAR）ADC，采样速率 1MSPS，支持 8 路输入（4 路外部模拟输入 + 4 路 IDAC 电压监测），通过多路选择器（MUX）切换，适配多参数同时监测。
• 灵活输入范围 ：4 路外部模拟输入支持 2.5V 与 5V 两种量程，可直接采集光模块中光电二极管（PD）的电流信号（经电阻转换为电压），用于接收信号强度指示（RSSI）。
• 低延迟比较器 ：外部输入通道集成窗口比较器，支持快速信号丢失（LOS）检测，延迟低，可实时响应光信号中断，提升光模块故障响应速度。

3. 集成化监控与保护

• 电源与温度监测 ：内置电源电压监测（如 VDD、VSS）与芯片温度监测电路，支持可编程阈值报警，当电源异常或温度超限（如＞125°C）时触发中断，保护光模块与器件安全。
• 高精度参考源 ：集成 2.5V 高精度内部参考电压（VREF），为 IDAC 与 ADC 提供稳定基准，确保输出电流与采样精度，无需外部参考芯片，减少物料清单（BOM）成本。

4. 灵活接口与小型化设计

• 双通信接口 ：支持 SPI（4 线）与 I²C（4 个可选从机地址）接口，通过引脚配置选择，适配不同系统的通信协议，接口电平 1.7V-3.6V，兼容低电压 MCU。
• 超小封装 ：采用 2.56mm×2.56mm 36 引脚 DSBGA 封装，引脚间距 0.4mm，占用 PCB 面积仅约 6.55mm²，适配光模块高密度布局需求，且热阻低，利于高温环境下散热。

三、典型应用场景

1. 光模块激光二极管（LD）偏置 ：4 路 200mA IDAC 可分别为 4 个 LD 提供精准偏置电流，ADC 实时监测 IDAC 电压并反馈调节，确保 LD 输出光功率稳定，适配 10G/25G SFP+、QSFP28 等光模块。
2. 接收信号强度指示（RSSI） ：4 路外部 ADC 输入采集 PD 转换后的电压信号，12 位精度可精准量化光接收功率（如 - 30dBm 至 0dBm 范围），用于光链路质量评估与自适应增益控制（AGC）。
3. 信号丢失（LOS）检测 ：ADC 配合窗口比较器，当输入信号低于阈值（如对应光功率＜-35dBm）时快速触发 LOS 报警，响应时间短，确保光通信链路故障及时上报。
4. 多参数综合监控 ：同时监测 IDAC 电流、外部光信号电压、电源电压与芯片温度，通过 SPI/I²C 将数据上传至 MCU，实现光模块全状态监控，适配智能光模块诊断需求。

四、器件信息与订购参数

1. 基础器件信息

型号	封装类型	封装尺寸（标称）	引脚数	工作温度范围	核心配置
AMC60304	36 引脚 DSBGA（YBH）	2.56mm×2.56mm	36	-40°C 至 125°C	4 路 IDAC+12 位 1MSPS ADC

2. 订购选项详情

可订购器件	状态	封装类型	每盘数量（SPQ）	载体类型	RoHS 合规	引脚镀层	湿度敏感等级（MSL）	器件标识
AMC60304YBHR	现役（Active）	36 引脚 DSBGA（YBH）	3000	大卷带（LARGE T&R）	是	SNAGCU（锡银铜）	1 级 - 260°C - 无限制	AMC60304
AMC60304YBHR.A	现役（Active）	36 引脚 DSBGA（YBH）	3000	大卷带（LARGE T&R）	是	SNAGCU（锡银铜）	1 级 - 260°C - 无限制	AMC60304
AMC60304YBHT	现役（Active）	36 引脚 DSBGA（YBH）	250	小卷带（SMALL T&R）	是	SNAGCU（锡银铜）	1 级 - 260°C - 无限制	AMC60304
AMC60304YBHT.A	现役（Active）	36 引脚 DSBGA（YBH）	250	小卷带（SMALL T&R）	是	SNAGCU（锡银铜）	1 级 - 260°C - 无限制	AMC60304

五、核心功能模块

1. 4 通道 IDAC 模块

• 电流生成 ：每路 IDAC 通过 12 位数字控制字（DAC Code）生成 0-200mA 电流，内部集成精密电流镜与输出缓冲器，确保输出电流线性度与负载调整率；支持软件配置满量程电流，适配不同光器件偏置需求。
• 电压监测接口 ：IDAC 输出引脚连接至 ADC 输入 MUX，ADC 采集引脚电压后，结合已知负载电阻可计算实际输出电流，用于闭环控制（如通过 MCU 调整 DAC Code 补偿电流偏差）。

2. 12 位 ADC 与信号调理模块

• 多路采样架构 ：ADC 通过 MUX 切换 8 路输入（4 路外部 AIN0-AIN3 + 4 路 IDAC_VMON1-IDAC_VMON4），采样速率 1MSPS，12 位分辨率确保采样精度（量化误差 ±1LSB），满足光信号弱电压（如 mV 级）采集需求。
• 外部信号调理 ：4 路外部输入内置阻抗匹配与滤波电路，减少高频噪声干扰，适配 PD 输出的微弱电流信号（经 1kΩ 电阻转换为 mV 级电压），支持 2.5V/5V 量程切换，通过寄存器配置选择。
• 窗口比较器 ：外部输入通道集成低延迟窗口比较器，可设置上下阈值，当输入信号超出范围时触发中断（INT 引脚），用于 LOS 检测（如输入电压＜100mV 时判定为信号丢失）。

3. 监控与接口模块

• 电源与温度监测 ：内置电压检测器监测 VDD、VSS 电压，温度传感器监测芯片结温，当电压超出 1.7V-3.6V 范围或温度＞125°C 时，触发报警寄存器置位并输出中断信号。
• SPI/I²C 接口 ：支持 SPI（4 线：SCLK、SDIO、SDO、SEN）与 I²C（2 线：SCL、SDA）双接口，通过引脚（INTERFACE_SEL）配置，I²C 支持 4 个从机地址（通过 ADDR 引脚选择），适配多器件并行通信。
• 中断控制 ：中断引脚（INT）可配置为电平或脉冲模式，当 ADC 采样超限、电源异常、温度超限时触发，减少 MCU 轮询开销，提升系统响应效率。

六、设计与应用指导

1. 硬件设计建议

• 电源设计 ：推荐供电电压 1.7V-3.6V，需为 VDD 引脚并联 0.1μF 陶瓷电容（靠近引脚）与 1μF 钽电容滤波，降低电源噪声；模拟地（AGND）与数字地（DGND）单点连接，避免地环路干扰 ADC 采样。
• IDAC 负载匹配 ：IDAC 输出端需匹配光器件（如 LD）的阻抗特性，若负载为感性（如 LD 串联电感），建议并联 1nF-10nF 陶瓷电容抑制电流尖峰，保护 IDAC 输出级。
• ADC 输入设计 ：外部模拟输入（AIN0-AIN3）需根据信号幅度选择量程（2.5V/5V），采集 PD 信号时建议串联 1kΩ 限流电阻与 10nF 滤波电容，减少高频噪声；输入电压不得超过量程上限，避免 ADC 损坏。
• 布局准则 ：DSBGA 封装引脚间距 0.4mm，PCB 布局需严格遵循焊盘设计规范（参考 TI 提供的 YBH0036 封装焊盘图），焊盘直径 0.2mm-0.225mm，建议使用 0.075mm 厚钢网印刷焊膏；模拟信号路径（AIN、IDAC）远离数字信号路径（SPI/I²C），减少串扰。

2. 软件配置要点

• 接口选择 ：通过 INTERFACE_SEL 引脚配置 SPI 或 I²C 接口 —— 拉高选择 SPI，拉低选择 I²C；I²C 从机地址由 ADDR 引脚（A0、A1）配置，支持 4 种组合（00-11），避免多器件地址冲突。
• IDAC 配置 ：通过 SPI/I²C 写入 DAC 控制寄存器（DACx_DATA）设置输出电流，满量程（200mA）对应控制字 0xFFF，可通过寄存器配置输出使能（DACx_EN）；建议开启 IDAC 电压监测（VMON_EN），定期读取 ADC 采样值校准输出电流。
• ADC 配置 ：配置 ADC 控制寄存器（ADC_CTRL）选择采样通道（AIN 或 VMON）、量程（2.5V/5V）与采样速率（最高 1MSPS）；可开启 ADC 自动采样模式（AUTO_SAMP），采样完成后触发中断，减少 MCU 干预。
• 报警阈值设置 ：通过寄存器（ADC_THRESH_H、ADC_THRESH_L）设置 ADC 采样上下限，通过 PWR_THRESH、TEMP_THRESH 设置电源与温度报警阈值，触发条件满足时 INT 引脚输出中断，MCU 可读取报警状态寄存器（ALARM_STATUS）定位故障类型。