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1 概述 AD8370是美國AD(ANALOG DEVICES INC)公司推出的一種低成本､數字控制的可變增益放大器,它具有高IP3和低噪聲系數｡由于其具有優良的失真性能和較寬的帶寬,所以特別適合作為現代接收器設計中的增益控制器件應用｡ 圖1是AD8370的原理框圖｡ 在寬輸入動態范圍應用中,AD8370可提供兩種輸入范圍,分別對應于高增益模式和低增益模式｡它內部的一個7位衰減器在提供28dB的衰減范圍時,分辨率高于2dB,而在22dB的衰減范圍時,分辨率高于1dB｡AD8370的輸入增益選擇范圍為17dB,可輸出低失真的高電平｡ AD8370可通過在PWUP引腳上輸入合適的邏輯電平來上電或者斷電｡當關閉電源時,AD8370的消耗電流小于5mA,并可提供優良的輸入輸出隔離｡AD8370采用ADI 高速XFCB方法,因而可在寬帶情況下提供高頻率和低失真特性,其典型靜態電流為78mA｡ AD8370可變增益放大采用的是密集的16腳TSSOP封裝,工作溫度范圍為-40℃~+85℃｡其主要特點如下: ●差動輸入為200Ω; ●差動輸出為100Ω; ●噪聲系數為7dB(最大增益時); ●頻帶寬度可從低頻到700MHz(-3dB); ●具有40dB的精確增益范圍; ●帶有串行7位接口; ●可通過管腳編程低､高增益,其中低增益范圍為-11~17dB,高增益范圍為+6~34dB; ●輸入動態范圍很寬; ●單電源可低至3V｡ AD8370可應用于差動ADC驅動器､IF采樣接收器､射頻/中頻放大中間級､SAW濾波器接口以及單端差動轉換等領域｡ 2 應用設計 2.1 電路的基本連接方法 圖2是AD8370的基本接線圖｡其中,供電電壓范圍為2.7V~5.5V,但應注意,為管腳VCCO和VC-CI供電時應使用一個0.1μF低感應系數的表面貼陶瓷電容構成的電源退耦電路,而且退耦電容應該盡可能地靠近AD8370｡實際上,更有效的退耦方法是給供電電源并聯一個100pF電容和一個磁珠｡ AD8370主要是針對差動信號電路應用而設計的｡由于差動信號設計能改善正常狀態的諧波抑制,同時可以提高共模抑制能力,因此,必須使該器件的驅動和負載處于平衡狀態,這就要求每個輸入或者輸出管腳的共模電阻值要平衡｡如果使用非平衡電源供電,就會降低該器件的共模抑制比;而如果使用非平衡負載,則會增加諧波失真｡總之,即使AD8370在不平衡狀態下工作,仍具有比較良好的工作性能,但最優化設計還是盡可能將其處于平衡工作狀態｡ AD8370是一個性能優良的可變增益放大器,其增益控制傳輸功能對電壓增益呈線性關系｡在低增益端,增益斜率較陡,提供的增益控制功能也較粗;而在高增益端,由于dB采用階梯式減小方式,因此可提供精確的增益調節能力｡線性電壓增益可以由下式給出: Av=增益碼%26;#215;系數%26;#215;?1+(前級放大器增益-1)%26;#215;最高有效位 其中,Av是線性增益,增益碼指的是數字增益控制字減去最高有效位后的值,系數值為0.055744 V/V,前級放大器增益為7.079458 V/V,最高有效位指的是八位控制字的最高位｡ 2.2 數字接口 AD8370的數字控制端口采用標準的TTL接口,當LTCH管腳保持低電平時,八位控制字以串行的方式寫入,DATA管腳的數據在CLCK信號的每個上升沿讀取,圖3所示為數字控制接口時序,各個時間參數的典型最小值如表1所列｡ 表1 串行編程時間參數 參 數 典 型 值 單 位 脈沖寬度(TPW) 10 ns 脈沖時鐘周期(TCK) 20 ns 數據建立時間(TDS) 2 ns 數據使能建立時間(TES) 2 ns 數據使能保持時間(TEH) 2 ns 2.3 單端差動轉換 AD8370主要用于差動信號接口,但實際上,也可以用來作為單端差動轉換,方法簡單易行｡只要把沒用到的輸入管腳通過一個電容對地短接即可｡圖4所示是一種單端差動轉換電路的連接圖｡當使用單電源供電時,即使差動平衡條件不成立,其失真性能和增益精度還是能滿足絕大多數應用的要求｡ 圖5 3 AD8370的評估板 利用AD8370的評估板可通過標準的50Ω測試裝置來對其作快速測試,其電路原理如圖5所示｡圖中,變壓器T1和T2用于將50Ω源阻抗和負載阻抗轉換成所要求的輸入和輸出電平｡與該評估板相配套使用的是評估板軟件,該軟件的主要功能是從計算機給出串行增益控制信號｡該評估板通過一條電纜與計算機的并口相連,使用時只要在控制軟件中適當地調節滾動條就可以自動地實現AD8370的更新設置｡ 4 小結 AD8370是美國AD公司推出的一種低成本､數字控制可變增益放大器,本文主要介紹了它的基本原理､電路連接､數字接口､單端差動轉換及其評估板的使用方法｡由于AD8370具有良好的工作性能,因而在通信､視頻傳輸等領域將得到廣泛應用｡ |
