AD8307型对数放大器及其应用
6页1、AD8307型对数放大器及其应用摘要:AD8307是一款基于连续压缩技术的完全单片500 MHz解调对数放大器,该对数放大 器提供92 dB的动态范围,即使在高达100 MHz的频率下仍能提供误差为l dB的88 dB动态 范围。AD8307输出电压斜率为25 mV / dB(截止点为-84 dBm)。介绍AD8307的基本结构、 功能特性及其在超声波回波接收电路中的应用以及相应抗干扰措施。关键词:对数放大器;AD8307;解调;25 mV / dB;超声波回波信号处理领域中,一些信号具有宽泛的动态范围,比如雷达、声纳等系统中,需处理的信号 动态范围达到120 dB以上:超声波回波接收器前端电压也可从V”级到“V”级。而宽泛的动 态范同往往给应用设计带来诸多问题。实际应用设计都会对所处理信号进行非线性压缩,而 大多采用对数放大器实现非线性压缩。该放大器可使输出信号和输入信号的包络成对数比 例,并对信号动态范围的压缩无需像AGC系统耶样提取输入信号的电平来控制增益,其增 益与信号大小成反比,可广泛应用于通信、雷达、超声、电子对抗等领域。这里给出AD8307 型对数放大器及其应用。1对数放
2、大器AD8307简介对数放大器的主要功能是计算某个输入信号包络的对数。AD8307是8引脚SOIC_N封装的, 基于连续压缩技术的完全单片500 MHz解调对数放大器。该对数放大器能够提供92 dB的动 态范围,即使在高达100 MHz的频率下仍能提供88 dB动态范围,其误差为1 dB,而且电 路中无需实质意义的外部元件。AD8307采用2. 75. 5 V、7. 5 mA的单电源供电,低功 耗,3 V时功耗仪为22. 5 mW。DA8307SUPPLYC7些7. 5nd|带隙参考和偏置理岫)ENABLE+ INPUT-tnput&inmINP 1. 15k。COMMON COM5)1 NT. ADJ.OUTPUT9个检测单元输又偏置补偿间6个14. 3dB 90MHz放大增益级图1 AD83O7内部功能原理框图图l为AD8307的内部功能原理框图,该器件主要由6个放大限幅级组成,每级具有14. 3 dB 的增益和900 MHz的小信号带宽,总增益量86dB,-3 dB带宽为500 MHz。整个动态范围由 6个放大限幅级及与其相连的gm型全波检波器和置于无源衰减器14. 3 dB抽头
3、的3个顶端 检测器共同实现。其偏置由两基准提供,一个基准确定增益,另一基准是带隙电路,决定对 数斜率和电源及温度变化的稳定性。AD8307通过具有CMOS电平兼容的ENB引脚实现使能 和禁止。AD8307的第1放大级具有极低的电压噪声频谱密度。对9个检波器输m的差分电流求和,然后在输出级转换为单端方式输出。对数输出电压由 该电流流经片内12. 5 kQ电阻形成,并在引脚OUT形成斜率为25 mV/dB的输出电压。此 电压未经任何缓冲,允许用于各种特定的输出接口。校正最后一级检波器处的对数截止点的 温度稳定性,这样在整个电压输出范围均可工作稳定。截止点采用引脚INT调节,可对输出 电流分流或补偿一小电流。最后增益级还包含失调检测单元,当信号增加直流偏置而不平衡时,检测单元产生一双极性 的输出电流,该电流由一片内电容充电产生(可在引脚OFS外加一只电容器以增加其充电能 力)。电容充电电压用于微调第一级失调输出。由于该电容器不与信号输入引脚相连,因此 不会影响失调校正回路的稳定性。AD8307建立在先进的绝缘隔离双极互补工艺基础上,内部大部分电阻都是薄膜型且具有低 温漂和高线性,其绝对误差在
4、20%内。AD8307中的内部电容器绝对误差在15%以内。由 于是有源器件和静电防护(ESD),大多数接口都附加有小容量结电容与其相连。1. 1使能接口图2为AD8307片选使能接口电路,2个二极管组成的三极管电路控制带隙参考源和偏置发 生器的导通和关断。当引脚ENB接+5 V时,最大电流为100RA;该引脚悬空或接小于IV电 压时,AD8307处于待机状态(待机电流小于50RA);该引脚连接电源电压或高于2 V的电压, 该器件使能。由于内部偏置电路动作迅速,因此其导通和关断时间均小于100ns。在对数放 大器实现全部动态范围前需一定延迟时间。该延迟时间主要是由输入交流耦合或偏置控制回 路引起的。图2 AD8307片选使能接口电路1. 2输入接口图3为AD8307信号输入接口电路,CP和CM是输入端对地的寄生电容,CD是差分输入电 容(作用于VQl和VQ2上)。大多数应用中输入是交流耦合。当允许时,S开关闭合;禁止时, 输入端悬空,偏置电流,IE关断,耦合电容保持充电状态。如果对数放大器长时间禁止,微 弱漏电流会使耦合电容放电。如果电容匹配不佳,上电瞬间充电会产生一个反向感应电动势,
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