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宽带固定增益放大器THS4302特性及应用

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:THS4302是TI公司推出的新型固定增益放大器,具有2.4GHz的带宽和+5V/V的固定增益,其性能是现有同类产品的四倍,可为高速应用系统提供高速低噪声的模拟解决方案。文中介绍了THS4302的特点、工作原理及使用注意事项,并在此基础上给出了几种典型应用。

    关键词:固定增益 放大器 A/D转换器THS4302

1 引言

THS4302是美国德州仪器公司推出的新型固定增益放大器,它具有低失真、高斜率、低噪声和超过2GHz的增益带宽积。这些特性的结合使得模拟电路设计人员能够超越当前的性能限制,而以高于先前使用闭环所能达到的速率来处理模拟信号,从而优化放大器的设计方案。

THS4302具有2.4GHz的带宽及+5V/V的固定增益,其性能较现有同类器件提高了三倍,从而为高速应用领域提供了高速度、低噪声的模拟解决方案。

THS4302的推出使得无线基站、中继站以及其它基础设备能够提供更多的通道,从而可在更小空间中提供更高的带宽。由于THS4302具有高速、低失真特性,因而可在数字信号处理 (DSP)中驱动宽动态范围的高精度A/D(数/模)转换器。THS4302在100MHz频率输入时, 可驱动100Ω负载,其三阶输出截取点(OIP3)可高达+46dBm,这和以前的相同固定电压增益的运算放大器相比,具有更佳的线性增益变化及更低的功耗。

THS4302还采用了新型的带散热垫(PowerPAD)的RGT封装,其引脚定义如图1所示。各引脚下的功能说明如下:

1~4脚(VS-):电源负端;

5~8脚(VOUT):输出端;

9~12脚(VS+):电源正端;

13脚(NC):空脚;

14脚(VIN-):输入负端;

15脚(VIN+):输入正端;

16脚(PD):功率下拉端,低电平有效。

2 工作原理

2.1 宽带同相工作

THS4302是具有功耗下拉功能的固定增益电压反馈运算放大器,可在3V~5V的电源下工作。现以图2为例说明TH4302电路的典型性能。该电路采用同相放大结构,并采用双电源供电。图2中,VI端49.9Ω的并联电阻用来匹配测试仪器的源阻抗。VO端的50Ω电阻用于与测试仪器的50Ω负载阻抗相串联以提供100Ω负载。输出端总的100Ω负载与总共250Ω的反馈网络负载相结合可在THS4302的输出端呈现出71Ω的有效输出负载。图中的Rf、Rg为THS4302的内部反馈电阻和增益设定电阻,其取值分别为200Ω和50Ω。从图2可以看出,为了获得足够宽的频带响应,电路在正、负电源端均设计了严格的滤波网络。

2.2 单电源工作

当THS4302在单电源下工作时,输入信号和放大器必须具有适当的偏置以便能获得最大的输出电压摆幅。图3给出了一种有益于放大器单电源工作的配置方法。

为了获得最大的输出电压摆幅,输入信号和放大器应加Vs/2的电压。图中标示的2.5V偏置电压是在供电电压为5V时给出的。

另外,通过THS4302的功耗下拉引脚PD可以将静态电流从37mA降至800μA,这对于降低系统功耗是非常有用的。当放大器的功耗下拉脚(PD)接到高电平(正电源)时,放大器工作在正常功耗模式。而当功耗下拉脚(PD)接负电平时,放大器关断,此时电流降至800μA。

功耗上拉或下拉门限电压与电源电压有关。当加到功耗下拉脚(PD)的电压高于使能电压时,器件被激活。而在低于下拉电压时,器件休眠。当所加电压在两门限电压之间时,放大器的工作状态不确定。

3 典型应用电路

3.1 用THS4302驱动A/D转换器

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图4所示是用THS4302驱动高性能A/D转换器的实际电路。图中,THS4302输出的放大信号经过隔离电阻、AC耦合电容和低通滤波器后,再经宽带变压器即可转化为差分信号以驱动A/D转换器。对于不包含直流信息的应用,这种驱动ADCs的方法很有用。

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