概述
AD8304是一款單芯片對(duì)數(shù)放大器，針對(duì)光纖系統(tǒng)中的低頻信號(hào)功率測(cè)量進(jìn)行了優(yōu)化。它采用先進(jìn)的跨導(dǎo)線性技術(shù)，可提供多樣、易用的極寬動(dòng)態(tài)范圍。利用專有設(shè)計(jì)技術(shù)和精密激光調(diào)整，該器件還可實(shí)現(xiàn)寬測(cè)量范圍和高精度特性。大多數(shù)應(yīng)用中，只需要+5 V單電源V P ，但也可使用3.0 V至5.5 V電源；額外使用負(fù)電源 VN對(duì)某些應(yīng)用有利。使用低電源電壓時(shí)，可以輕松更改對(duì)數(shù)斜率，以適應(yīng)可用范圍。低靜態(tài)電流和芯片禁用特性則有利于電池供電應(yīng)用。

AD8304采用14引腳TSSOP封裝，額定工作溫度范圍為-40°C至+85°C。
數(shù)據(jù)表：*附件：AD8304 160 dB對(duì)數(shù)放大器，具有光電二極管接口技術(shù)手冊(cè).pdf
特性

• 針對(duì)光纖光電二極管接口進(jìn)行了優(yōu)化
• 8級(jí)整10倍范圍
• 單電源供電：3.0 V至5.5 V
• 完整的高溫穩(wěn)定性
• 輸出提供單極、雙極或三極低通濾波
• 小型14引腳TSSOP封裝
• 精密激光調(diào)整:
  對(duì)數(shù)斜率：10 mV/dB（VLOG引腳）
  基本對(duì)數(shù)截距：100 pA
  可輕松調(diào)整斜率和截距
• 輸出帶寬：10 MHz
  壓擺率：15 V/μs
• 低功耗：靜態(tài)電流約為4.5 mA（使能狀態(tài)下）

框圖

典型性能特征

求和節(jié)點(diǎn)接地與電壓輸入

可以使用負(fù)電源將輸入節(jié)點(diǎn)重新定位到地電位。小至 -0.5 V的電壓就足夠了。圖13展示了這種用法，此時(shí)輸入電流由負(fù)電源提供支持。

這種連接模式在信號(hào)源為正電壓(V_{SIG})（相對(duì)于地）的情況下很有用，而不是像光電二極管那樣的電流源。對(duì)于這種情況，可使用(R_{IN})縮放輸入電流，并將其置于最佳位置，以最大化(I_{PD})的范圍，同時(shí)提供非常高的輸入電阻，從而最小化對(duì)信號(hào)源的負(fù)載影響。例如，假設(shè)信號(hào)源跨度為100 mV至1 V，并且希望通過(guò)將(R_{IN})設(shè)置為1 MΩ來(lái)最大化(I_{PD})，那么跨度為100 pA至1 mA的輸入電壓將跨越10 nA至100 mA的中心電流范圍。

當(dāng)添加一個(gè)小的失調(diào)調(diào)零電壓時(shí)，可以精確測(cè)量較小的輸入電壓。圖13所示的可選網(wǎng)絡(luò)為此目的提供了超過(guò)±20 mV的電壓。

圖13. 使用負(fù)電源并將VSUM置于地電位以實(shí)現(xiàn)電壓模式輸入

AD8304能夠精確測(cè)量的最小電壓僅受其輸入失調(diào)電壓漂移的限制。規(guī)格說(shuō)明書(shū)給出了在整個(gè)溫度和電源電壓范圍內(nèi)的最大漂移值。在有限溫度范圍內(nèi)且采用穩(wěn)壓電源供電時(shí)，失調(diào)漂移較低；在這種情況下，可對(duì)低至5 mV的輸入進(jìn)行處理。

AD8304的輸入系統(tǒng)是準(zhǔn)差分的，因此VSUM可以放置在任意參考電平(V_{LOW})上，范圍很寬，并用作源的“信號(hào)LO”。例如，使用(V_{P} = 5 V)和(V_{N} = -3 V)，(V_{LOW})可以是此范圍內(nèi)的任何電壓，精度為±2.5 V 。

提供負(fù)輸出與重新定標(biāo)

如圖AD8304所示，緩沖器可以驅(qū)動(dòng)負(fù)輸出，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的反相，此時(shí)模擬公共端（ACOM）接地。必須使用能夠支持輸入電流(I_{PD})的負(fù)電源，從V NEG引腳流出的靜態(tài)偏置電流的一部分以及VLOG引腳的負(fù)載電流總和應(yīng)小于20 mA。例如，在圖14中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)1 kΩ負(fù)載至 -4 V時(shí)，就是這種情況。

在某些情況下，使用比默認(rèn)值大得多的截距可能會(huì)有所幫助。在本示例中，它必須從默認(rèn)的100 pA移動(dòng)到四個(gè)數(shù)量級(jí)，移至1 mA。如上文所述，使用電壓輸入時(shí)，這對(duì)應(yīng)于改變截距(V_Z)，此處(V_Z)為1 V，(R_{S})為1 MΩ 。為充分利用更大的輸出擺幅，增益設(shè)置為2。緩沖器具有增加的4.53倍增益，從而得到900 mV/十倍頻程的定標(biāo)，并且滿量程輸出為±3.6 V 。

圖14. 使用負(fù)電源使輸出擺幅低于地電位

反轉(zhuǎn)斜率

該緩沖器本質(zhì)上是一個(gè)未固定用途的運(yùn)算放大器，可用于多種方式來(lái)支持AD8304的各種應(yīng)用。在不需要時(shí)，可以將其從信號(hào)鏈中完全斷開(kāi)。圖15展示了其作為反相放大器的用法；這會(huì)改變斜率的極性。輸出可以通過(guò)以下方式改變極性：將(V_{REF})的一部分施加到BFIN引腳，或者在使用負(fù)電源時(shí)設(shè)置負(fù)截距。完整的實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)在此未詳細(xì)說(shuō)明，但以下將討論幾種情況。

例如，假設(shè)需要 -30 mV/dB的斜率，這就需要3倍的增益。因?yàn)閂LOG的輸出電阻為5 kΩ，所以(R_{S})必須為15 kΩ 。向BFIN引腳施加正偏置電壓(V_{OS})，如圖15所示。所得輸出電壓可表示為：

圖15. 一般情況下，使用負(fù)斜率時(shí)的輸出電壓

通常，當(dāng)僅使用單個(gè)電源且向該引腳施加正偏置(V_{OS})時(shí)，仍可能實(shí)現(xiàn)負(fù)斜率。一般來(lái)說(shuō)，所得輸出電壓可表示為上述公式（16）。