概述
AD8372是一款雙通道、數(shù)字控制、可變?cè)鲆娣糯笃?/u>，能提供精密的增益控制、高IP3與低噪聲系數(shù)。出眾的低失真性能與寬信號(hào)帶寬使得AD8372非常適合多通道接收機(jī)應(yīng)用。
數(shù)據(jù)表：*附件：AD8372 41dB增益范圍、1 dB步長、可編程雙通道VGA技術(shù)手冊(cè).pdf

對(duì)于寬動(dòng)態(tài)范圍應(yīng)用而言，AD8372能提供41dB的寬增益范圍。其增益可以通過4引腳、雙向串行端口進(jìn)行編程。每通道串行接口包括時(shí)鐘、閂鎖、數(shù)據(jù)輸入線和數(shù)據(jù)輸出線。

AD8372利用一個(gè)外部電阻提供設(shè)置輸出級(jí)跨導(dǎo)能力。RXT1與RXT2引腳通常通過一個(gè)2.0 kΩ的電阻接地，將最大增益額定值設(shè)置為31 dB。調(diào)整電流設(shè)置電阻，可以控制每個(gè)通道的增益和失真性能。這個(gè)靈活特性可用于功耗與失真性能折中的應(yīng)用。

AD8372利用ENB1、ENB2引腳的適當(dāng)邏輯電平供電。在省電模式下，AD8372待機(jī)電流不足2.6 mA，提供出色的輸入-輸出隔離。省電模式下保持增益設(shè)置。

AD8372采用ADI公司的高頻BiCMOS工藝制作，具有精密增益控制調(diào)節(jié)能力和低失真性能。AD8372每通道的靜態(tài)電流通常為106 mA。AD8372放大器采用緊湊的、散熱增強(qiáng)型5 mm × 5 mm 32引腳LFCSP封裝，工作溫度范圍是：–40°C ～ +85°C 。

應(yīng)用

• 差分ADC驅(qū)動(dòng)器
• CMTS上行直接采樣接收機(jī)
• CATV調(diào)制信號(hào)縮放
• 普通RF/IF增益級(jí)
• 單端-差分轉(zhuǎn)換

特性

• 獨(dú)立的雙通道數(shù)字控制VGA
• 差分輸入和輸出
  • 150 Ω差分輸入
  • 開集差分輸出
• 7.8 dB噪聲指數(shù)至100 MHz（最大增益時(shí)）
• HD2/HD3優(yōu)于77 dBc（1 V峰峰值差分輸出）
• ?3 dB帶寬：130 MHz
• 41 dB增益范圍
• 1 dB步長±0.2 dB
• 串行8位雙向SPI控制接口
• 寬輸入動(dòng)態(tài)范圍
• 引腳可編程輸出級(jí)
• 關(guān)斷特性
• 5 V單電源：每通道106 mA
• 32引腳LFCSP、5 mm × 5 mm封裝

框圖

串行控制接口時(shí)序

引腳配置描述

典型性能特征

工作原理

AD8372是一款雙路差分可變?cè)鲆娣糯笃?。每個(gè)放大器由一個(gè)150Ω的數(shù)字控制6dB衰減器、一個(gè)1dB微調(diào)器以及一個(gè)固定增益跨導(dǎo)放大器組成。

每個(gè)放大器的差分輸出由一對(duì)集電極開路輸出晶體管組成。其偏置電壓為+5V，采用高價(jià)值電感。33μH電感器（如Coilcraft 1812LS - 333XL ）是該組件的理想選擇。應(yīng)在差分輸出兩端連接一個(gè)250Ω的電阻，以提供電流 - 電壓轉(zhuǎn)換，并作為無源濾波的源阻抗，用于AD8372之后的電路。

AD8372的增益基于250Ω的差分負(fù)載，根據(jù)以下公式隨負(fù)載電阻變化：

• 電壓增益：Gain = RL（負(fù)載電阻）/250
• 功率增益：Gain = 10log（RL/250）

增益對(duì)負(fù)載的依賴性源于集電極開路輸出級(jí)，該級(jí)由外部電感偏置。電感的串聯(lián)扼流圈和電阻決定了放大器的低頻極點(diǎn)。高頻極點(diǎn)由寄生電容以及與輸出電阻并聯(lián)的電容決定。每側(cè)總輸出電流為106mA，其中組合輸出電流為70mA，電源引腳電流約為36mA。該電路有一個(gè)接地外部電阻（Rext），用于設(shè)置跨導(dǎo)級(jí)的輸出阻抗。為實(shí)現(xiàn)最佳失真效果，建議每側(cè)的Rext值為106mA。使Rext值約為2.0kΩ。每個(gè)輸出端的參考引腳使用2.4V參考電壓，并且在輸入端使用0.1μF電容對(duì)該共模電壓進(jìn)行去耦。通過設(shè)置ENB引腳的電平可使器件功耗小于2.6mA。

AD8372的最大增益時(shí)噪聲系數(shù)為7.8dB，隨著增益降低而增加。噪聲系數(shù)的增加量等于增益的減小量。

在輸出端測量的增益線性度為一階，與測量的相位無關(guān)。

布局設(shè)計(jì)應(yīng)考慮通過在扼流圈下方鋪設(shè)接地層來盡量減少輸出電容，并通過走線均衡來實(shí)現(xiàn)相位平衡。

單端和差分信號(hào)

AD8372設(shè)計(jì)用于施加差分信號(hào)作為輸入，并利用器件的差分輸出驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)出色的信號(hào)失真性能。信號(hào)失真性能的改善主要?dú)w因于使用差分信號(hào)技術(shù)來消除器件中的各種失真分量。此外，所有特性均采用差分信號(hào)路徑進(jìn)行表征。若將該器件的輸入或輸出用作單端信號(hào)，會(huì)顯著降低AD8372的整體性能。

無源濾波技術(shù)

AD8372具有100Ω的差分輸入阻抗。為實(shí)現(xiàn)最佳性能，差分輸出負(fù)載應(yīng)為250Ω。在設(shè)計(jì)AD8372的無源濾波器時(shí)，必須考慮這些阻抗。

數(shù)字增益控制

數(shù)字增益控制接口由以下引腳組成：SDI、SDO、CLK和LATCH。當(dāng)LATCH引腳為低電平時(shí)，該接口處于活動(dòng)狀態(tài)。增益字從AD8372的SDI引腳寫入，并讀回到SDO引腳。寫入或讀取模式下的第一個(gè)時(shí)鐘輸入數(shù)據(jù)引腳決定接口是寫入模式還是讀取模式。該位是一個(gè)無關(guān)位，而其余六位對(duì)編程增益起作用。在讀取模式下，SDO引腳輸出6位增益字，從最低有效位（LSB）到最高有效位（MSB）。增益可在 - 9dB至32dB之間以1dB為步長進(jìn)行編程。圖2和圖3給出了增益定時(shí)的詳細(xì)信息，表2給出了增益碼。

驅(qū)動(dòng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器

AD8372旨在驅(qū)動(dòng)高速、高動(dòng)態(tài)范圍的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。圖14所示的電路代表了AD8372雙路可變?cè)鲆娣糯笃鳎╒GA）驅(qū)動(dòng)AD9445 14位、125MSPS ADC的簡化端到端示意圖。AD8372的輸入進(jìn)行交流耦合，使用1:3阻抗變壓器，該變壓器還將150Ω輸入電阻與50Ω源匹配。集電極開路輸出通過33μH電感器偏置，并與ADC的142Ω負(fù)載電阻交流耦合，在2kΩ輸入電阻處并聯(lián)，從而為增益精度提供250Ω負(fù)載。

ADC通過142Ω電阻進(jìn)行交流耦合，以消除AD9445共模電壓的直流影響。在33Ω電阻上串聯(lián)連接可改善AD8372與ADC輸入采樣的隔離，并滿足AD9445對(duì)2kΩ差分負(fù)載和2V p-p信號(hào)（VREF = 1V時(shí)為滿量程輸出）的要求。該電路提供可變?cè)鲆?、隔離以及與AD9445的源匹配。使用此電路，在85MHz時(shí)，AD8372增益為32dB（最大增益）時(shí)，可實(shí)現(xiàn)74.5dBc的無雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）性能（見圖15）。