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数字控制可变增益放大器AD8370及其应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:AD8370是美国AD公司推出的一种低成本、数字控制的可变增益放大器,它具有高IP3和低噪声系数以及优良的失真性能和较宽的带宽,可以广泛应用于差分ADC驱动器、IF采样接收器、射频/中频放大中间级、SAW滤波器接口、单端差动转换器中。文章介绍了AD8370的基本原理及应用设计方法。
  关键词:AD8370;数字控制;可变增益;放大器
  
  1概述
  
  AD8370是美国AD(ANALOGDEVICESINC)公司推出的一种低成本、数字控制的可变增益放大器,它具有高IP3和低噪声系数。由于其具有优良的失真性能和较宽的带宽,所以特别适合作为现代接收器设计中的增益控制器件应用。图1是AD8370的原理框图。
  
  在宽输入动态范围应用中,AD8370可提供两种输入范围,分别对应于高增益模式和低增益模式。它内部的一个7位衰减器在提供28dB的衰减范围时,分辨率高于2dB,而在22dB的衰减范围时,分辨率高于1dB。AD8370的输入增益选择范围为17dB,可输出低失真的高电平。
  
  AD8370可通过在PWUP引脚上输入合适的逻辑电平来上电或者断电。当关闭电源时,AD8370的消耗电流小于5mA,并可提供优良的输入输出隔离。AD8370采用ADI高速XFCB方法,因而可在宽带情况下提供高频率和低失真特性,其典型静态电流为78mA。
  
  AD8370可变增益放大采用的是密集的16脚TSSOP封装,工作温度范围为-40℃~+85℃。其主要特点如下:
  
  ●差动输入为200Ω;
  
  ●差动输出为100Ω;
  
  ●噪声系数为7dB(最大增益时);
  
  ●频带宽度可从低频到700MHz(-3dB);
  
  ●具有40dB的精确增益范围;
  
  ●带有串行7位接口;
  
  ●可通过管脚编程低、高增益,其中低增益范围为-11~17dB,高增益范围为+6~34dB;
  
  ●输入动态范围很宽;
  
  ●单电源可低至3V。
  
  AD8370可应用于差动ADC驱动器、IF采样接收器、射频/中频放大中间级、SAW滤波器接口以及单端差动转换等领域。
  
  2应用设计
  
  2.1电路的基本连接方法
  
  图2是AD8370的基本接线图。其中,供电电压范围为2.7V~5.5V,但应注意,为管脚VCCO和VC-CI供电时应使用一个0.1μF低感应系数的表面贴陶瓷电容构成的电源退耦电路,而且退耦电容应该尽可能地靠近AD8370。实际上,更有效的退耦方法是给供电电源并联一个100pF电容和一个磁珠。
  
  AD8370主要是针对差动信号电路应用而设计的。由于差动信号设计能改善正常状态的谐波抑制,同时可以提高共模抑制能力,因此,必须使该器件的驱动和负载处于平衡状态,这就要求每个输入或者输出管脚的共模电阻值要平衡。如果使用非平衡电源供电,就会降低该器件的共模抑制比;而如果使用非平衡负载,则会增加谐波失真。总之,即使AD8370在不平衡状态下工作,仍具有比较良好的工作性能,但最优化设计还是尽可能将其处于平衡工作状态。
  
  AD8370是一个性能优良的可变增益放大器,其增益控制传输功能对电压增益呈线性关系。在低增益端,增益斜率较陡,提供的增益控制功能也较粗;而在高增益端,由于dB采用阶梯式减小方式,因此可提供精确的增益调节能力。线性电压增益可以由下式给出:
  
  Av=增益码×系数×1+(前级放大器增益-1)×最高有效位
  
  其中,Av是线性增益,增益码指的是数字增益控制字减去最高有效位后的值,系数值为0.055744V/V,前级放大器增益为7.079458V/V,最高有效位指的是八位控制字的最高位。
  
  2.2数字接口
  
  AD8370的数字控制端口采用标准的TTL接口,当LTCH管脚保持低电平时,八位控制字以串行的方式写入,DATA管脚的数据在CLCK信号的每个上升沿读取,图3所示为数字控制接口时序,各个时间参数的典型最小值如表1所列。
  
  表1串行编程时间参数
  
  参数典

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