模拟控制式和数字控制式VGA(二):数字控制式VGA

本指南将重点讨论适合通信系统的VGA,上篇讨论了模拟控制式VGA，下面我们将探讨数字控制式VGA。

　　在某些情况下，以数字方式控制信号电平可能会大有好处。上行电缆调制解调器驱动器便是一例，如AD8325。

　　由于数据速率远高于标准拨号连接，有线调制解调器越来越受欢迎。除接收数据(下行)之外，有线调制解调器还能发射数据(上行)。这就要求使用低失真的数字控制式可变增益放大器，且该放大器能够以1 V rms的标称电平(+11.2 dBm或60 dBmV)驱动75 同轴电缆。AD8325就是适合此应用的有线电视(CATV)上行线路驱动器系列的一款产品。AD8325的增益由一个8位串行字控制，该字在59.45 dB范围内决定所需增益，进而产生0.7526 dB/LSB的增益变化。AD8325框图如下面图8所示。

　　图8：AD8325 CATV数字控制式可变增益放大器

　　AD8325具有一个可变衰减器内核，以数字方式控制衰减，范围为0 dB至–59.45 dB。输入缓冲器的增益大约为+ 30 dB，因此得到的总增益范围为–29.45 dB至+30.0 dB。在上电模式下，AD8325包括四个模拟功能。输入放大器(前置放大器)可以采用单端或差分配置。8位控制字解码成一个3位字和一个9位字，前者驱动游标级(精密增益调整)，后者则驱动衰减内核(DAC)。游标级中实现0.7526 dB/LSB分辨率，总衰减约为5.25 dB。在游标级之后，由DAC提供AD8325衰减的批处理(9位或54 dB)。前置放大器和游标增益模块中的信号为差分形式，以提高PSRR和线性度。差分电流从DAC馈入输出级，后者将这些电流放大到驱动75 负载所需的合适电平。AD8325在上电和关断情况下均可保持恒定的75 动态输出阻抗，这是该器件的一项主要性能和成本优势。输出级利用负反馈来实现75 差分动态输出阻抗。这样便无需使用外部75 端接电阻，进而产生是标准运算放大器两倍的有效输出电压。

　　这些特性使得AD8325能够采用+5 V单电源工作并且仍能提供所需的输出功率。在21 MHz带宽、输出电平最高为1 V rms (+11.2 dBm)时，失真性能为-57 dBc。

　　AD8370是一款低成本、数字控制、可变增益放大器，可以提供精密增益控制、高IP3和低噪声系数。框图如图9所示。

　　图9：750MHz数字控制式VGA AD8370

　　AD8370具有出色的失真性能和宽带宽。对于宽输入动态范围应用，AD8370能提供以下两种输入范围：高增益模式和低增益模式。一个游标7位跨导(Gm)级能够以优于2 dB的分辨率提供28 dB增益范围，以优于1 dB的分辨率提供22 dB的增益范围。第二种增益范围比第一种要高17 dB，可选择用于改善噪声性能。AD8370的电源由PWUP引脚的逻辑电平提供，在关断模式下，其功耗小于4 mA，可以提供出色的输入-输出隔离。关断模式下工作时，增益设置保持不变。

　　AD8370的增益控制通过一个8位串行增益控制字实现。MSB在两个增益范围之间进行选择，余下的7位则以精确线性增益步进调整总增益。

　　AD8375是一款差分可变增益放大器，由一个150 数字控制式无源衰减器后接高线性度跨导放大器组成，如图10所示。

　　图10：630MHz低失真数字控制式VGA AD8375

　　一个5位二进制代码以1 dB步进更改衰减设置，从而使得器件的增益从20 dB(代码0)变为−4 dB(代码24及以上)。最大增益设置下，器件的噪声系数约为8 dB，并会随着增益下降而增加。噪声系数的增加量与增益的减少量相等。在输出端测得的器件线性度是一阶的，且与增益设置无关。增益介于0 dB至20 dB之间时，140 MHz条件下150 负载的OIP3约为50 dBm(每个信号音3 dBm)。增益设置为0 dB以下时，则会下降至约45 dBm。