概述
AD8372是一款雙通道、數(shù)字控制、可變增益放大器，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帶寬使得AD8372非常適合多通道接收機應(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.pdf

對于寬動態(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、雙向串行端口進行編程。每通道串行接口包括時鐘、閂鎖、數(shù)據(jù)輸入線和數(shù)據(jù)輸出線。

AD8372利用一個外部電阻提供設(shè)置輸出級跨導(dǎo)能力。RXT1與RXT2引腳通常通過一個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，可以控制每個通道的增益和失真性能。這個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)動器
• CMTS上行直接采樣接收機
• CATV調(diào)制信號縮放
• 普通RF/IF增益級
• 單端-差分轉(zhuǎn)換

特性

• 獨立的雙通道數(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）
• 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
• 寬輸入動態(tài)范圍
• 引腳可編程輸出級
• 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增益放大器。每個放大器由一個150Ω的數(shù)字控制6dB衰減器、一個1dB微調(diào)器以及一個固定增益跨導(dǎo)放大器組成。

每個放大器的差分輸出由一對集電極開路輸出晶體管組成。其偏置電壓為+5V，采用高價值電感。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的差分負載，根據(jù)以下公式隨負載電阻變化：

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

增益對負載的依賴性源于集電極開路輸出級，該級由外部電感偏置。電感的串聯(lián)扼流圈和電阻決定了放大器的低頻極點。高頻極點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。該電路有一個接地外部電阻（Rext），用于設(shè)置跨導(dǎo)級的輸出阻抗。為實現(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電容對該共模電壓進行去耦。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現(xiàn)相位平衡。

單端和差分信號

AD8372設(shè)計用于施加差分信號作為輸入，并利用器件的差分輸出驅(qū)動來實現(xiàn)出色的信號失真性能。信號失真性能的改善主要歸因于使用差分信號技術(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路徑進行表征。若將該器件的輸入或輸出用作單端信號，會顯著降低AD8372的整體性能。

無源濾波技術(shù)

AD8372具有100Ω的差分輸入阻抗。為實現(xiàn)最佳性能，差分輸出負載應(yīng)為250Ω。在設(shè)計AD8372的無源濾波器時，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，該接口處于活動狀態(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時鐘輸入數(shù)據(jù)引腳決定接口是寫入模式還是讀取模式。該位是一個無關(guān)位，而其余六位對編程增益起作用。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為步長進行編程。圖2和圖3給出了增益定時的詳細信息，表2給出了增益碼。

驅(qū)動模數(shù)轉(zhuǎn)換器

AD8372旨在驅(qū)動高速、高動態(tài)范圍的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。圖14所示的電路代表了AD8372雙路可變增益放大器（VGA）驅(qū)動AD9445 14位、125MSPS ADC的簡化端到端示意圖。AD8372的輸入進行交流耦合，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負載。

ADC通過142Ω電阻進行交流耦合，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2kΩ差分負載和2V p-p信號（VREF = 1V時為滿量程輸出）的要求。該電路提供可變增益、隔離以及與AD9445的源匹配。使用此電路，在85MHz時，AD8372增益為32dB（最大增益）時，可實現(xiàn)74.5dBc的無雜散動態(tài)范圍（SFDR）性能（見圖15）。