概述
AD8330是一款DC至150 MHz寬帶寬可變增益放大器，適合要求完全差分信號通路、低噪聲、精確定義增益和適度低失真的應(yīng)用。輸入引腳也可以采用單端源驅(qū)動。峰值差分輸入為±2 V，允許1 V 均方根（rms）正弦波以寬裕的動態(tài)余量工作。輸出引腳基本上以軌到軌方式驅(qū)動單端負載。差分輸出電阻為150 ?。輸出擺幅是作用于VMAG引腳電壓的線性函數(shù)，該電壓的內(nèi)部默認設(shè)置為0.5 V，提供±2 V峰值輸出。峰值輸出可以提高至10 V p-p，主要受電源電壓的限制。
數(shù)據(jù)表：*附件：AD8330低成本、DC至150MHz可變增益放大器技術(shù)手冊.pdf

基本增益函數(shù)為線性dB，受引腳VDBS上所施加電壓的控制。增益范圍為0 dB至50 dB，相應(yīng)控制電壓為0 V至1.5 V，因此斜率為30 mV/dB。增益線性度典型值在±0.1 dB以內(nèi)。通過改變引腳MODE上的邏輯電平，增益可在相同范圍內(nèi)減小，斜率相反。VMAG引腳上還提供第二增益控制端口，用戶可以利用它改變數(shù)字增益，變化系數(shù)為0.03至10。AD8330的參數(shù)對溫度和電源電壓的敏感度均較低。根據(jù)應(yīng)用需要，可以使用VMAG重新定位0 dB至50 dB基本增益范圍，最高值可以提高20 dB（即20 dB至70 dB），最低值可以降低30 dB（即–30 dB至+20 dB），從而提供前所未有的100 dB增益范圍。AD8330的獨特之處在于，其帶寬和脈沖響應(yīng)對增益基本上恒定，上述增益不僅包括50 dB基本線性dB范圍，而且包括用線性幅度函數(shù)所得到的范圍。在那些高頻時必須遵守精確的增益法則的VGA應(yīng)用中，高頻響應(yīng)在增益范圍內(nèi)的出色穩(wěn)定性顯得尤為重要。

引腳OFST上的外部電容可設(shè)置失調(diào)降低環(huán)路的高通轉(zhuǎn)折頻率，它可以低至5 Hz。如果此引腳接地，信號通路就會去耦。用于驅(qū)動ADC時，可以將引腳CNTR上的外部共?？刂齐妷候?qū)動至地電壓或VS的0.5 V范圍內(nèi)，以滿足各種要求。兩個輸出默認定位在電源電壓的中點VS/2。這款多功能VGA還具有其它特性，如兩種省電模式（完全關(guān)斷和休眠模式）等，進一步增強了其實用價值。

AD8330采用16引腳LFCSP和16引腳QSOP封裝，額定工作溫度范圍為?40°C至+85°C。

應(yīng)用

• 前置ADC信號調(diào)理
• 75 Ω電纜驅(qū)動調(diào)整
• AGC放大器

特性

• 完全差分信號通路，也可使用單端信號
• 輸入范圍為0.3 mV至1 V均方根值，軌到軌輸出
• 差分輸入阻抗RIN = 1 kΩ；輸出阻抗R OUT (每個輸出)，75 Ω
• 自動失調(diào)補償(可選)
• 線性dB和線性幅度增益模式
  • 0 dB至50 dB，0 V < V DBS < 1.5 V (30 mV/dB)
• 反向增益模式：50 dB至0 dB (-30 mV/dB)
• 標稱增益：x0.03至x10(15 mV< VMAG < 5 V)
• 恒定帶寬：150 MHz(全部增益)
• 低噪聲：5 nV/√Hz(典型值，最大增益時)
• 低失真：≤-62 dBc(典型值)
• 低功耗：20 mA(典型值，VS = 2.7 V - 6 V)
• 提供節(jié)省空間的3 mm x 3 mm LFCSP封裝

框圖

引腳配置描述

典型性能特征

工作原理

電路描述

許多單片可變增益放大器采用的技術(shù)，大致可歸類為跨線性技術(shù)。這個術(shù)語指的是其功能直接依賴于雙極結(jié)型晶體管可預(yù)測特性的電路，尤其是其集電極電流與基極 - 發(fā)射極電壓之間的指數(shù)關(guān)系。20世紀70年代初，商用產(chǎn)品開發(fā)過程中廣泛應(yīng)用跨線性原理，此后，精確寬帶模擬乘法器、除法器和可變增益放大器不斷涌現(xiàn)。

盡管這些技術(shù)已廣為人知，但要實現(xiàn)高性能可變增益放大器（VGA），在其設(shè)計中仍需特殊技術(shù)和對各個子電路的深入關(guān)注。AD8330采用了多項前沿技術(shù)，這些技術(shù)是在過去幾十年開發(fā)眾多領(lǐng)先信號處理產(chǎn)品的過程中逐步形成的，運用跨線性原理實現(xiàn)了前所未有的多功能性。

圖45展示了一個基本的代表性單元，僅由四個晶體管組成，或可看作一個非常緊密耦合的電路，這正是大多數(shù)跨線性乘法器、除法器和VGA的核心。其關(guān)鍵概念如下：首先，左側(cè)和右側(cè)的電流對在理想情況下相等，這是由于基爾霍夫電壓定律（KVL）。其次，跨導(dǎo)放大器將輸入信號A轉(zhuǎn)換為調(diào)制固定尾電流Io的可變電壓，Io在右側(cè)對進行復(fù)制，然后通過調(diào)制其標稱固定尾電流來生成輸出電流。在幾十年間，該電流的可變增益精確為G = Io/Io 。

實際上，這種電路全部潛力的實現(xiàn)，涉及許多其他因素，這些因素融合了這三個基本理念的變體。

通過對Io進行平方運算，可實現(xiàn)與雙象限模擬乘法器相關(guān)的功能，即輸出電流是輸入信號調(diào)制因子（k）和尾電流的函數(shù)。另一方面，通過除以Io，可實現(xiàn)雙象限模擬除法器的功能，即輸出電流與輸入信號成雙曲線增益函數(shù)關(guān)系。AD8330在兩種模式下均可運行。不過，由于雙曲線增益函數(shù)在大部分增益范圍內(nèi)是一種擴展函數(shù)，因此在VGA中需要加入一個特殊接口，以便在Io上實現(xiàn)指數(shù)控制。

總體結(jié)構(gòu)

圖46展示了AD8330的框圖，標明了關(guān)鍵部分。關(guān)于其結(jié)構(gòu)和特性的更詳細描述，請參閱“工作原理”部分；不過，圖46提供了其功能的總體概述。

VGA核心包含一個更復(fù)雜的指數(shù)控制單元，如圖45所示。該電流Io由通過VGA核心引腳VINDS和其本地連接引腳VINCM的電壓進行控制。增益范圍（即最大值與最小值之間的差值）由該增益控制輸入略大于50dB提供。絕對增益從輸入信號、源和負載阻抗的函數(shù)變化，并取決于第二增益控制引腳（VMAG）上的電壓，這在“正常工作條件”部分有解釋。