AD605双通道、低噪声、单电源可变增益放大器技术手册

概述
AD605是一款低噪声、高精度、双通道、线性dB可变增益放大器(VGA)，并针对要求高性能、宽带宽可变增益控制的应用进行了优化。它采用5 V单电源供电，提供差分输入和单极性增益控制，使用方便。用户可决定增益范围，并通过外部基准输入提供用户决定的增益调整比例(dB/V)，从而可实现更大的灵活性。
数据表：*附件：AD605双通道、低噪声、单电源可变增益放大器技术手册.pdf

借助差分输入、单电源指数放大器(DSX-AMP)架构，AD605可实现高性能线性dB响应。每个DSX-AMP均内置0 dB至-48.4 dB可变衰减器，后接高速固定增益放大器。衰减器基于7级R-1.5R梯形网络。触点之间的衰减为6.908 dB，整个梯形网络的衰减为48.360 dB。当VOCM偏置VP/2时，DSX-AMP架构提供1.8 nV/√Hz输入噪声谱密度，并接受±2.0 V输入信号。

AD605的每个独立通道均提供48 dB增益范围，并可针对应用优化增益范围。−14 dB至+34 dB与0 dB至+48 dB之间的增益范围可以通过引脚FBK与引脚OUT之间的单个电阻进行选择。将引脚FBK与引脚OUT短路或者使引脚FBK保持断开，可分别实现低段和高段增益范围。将AD605的两个通道级联起来，便可在单芯片封装中提供精度极高的96 dB增益范围。

增益控制接口提供约2 MΩ输入电阻和20 dB/V至30 dB/V的比例因子，相应的VREF输入电压为2.5 V至1.67 V。注意，比例因子最高可达40 dB/V，但比例因子超过30 dB/V时精度会降低。比例因子为20 dB/V时，增益线性dB调整的控制电压(VGN)范围为0.4 V至2.4 V；比例因子为40 dB/V时，VGN范围为0.20 V至1.20 V。VGN小于50 mV时，放大器进入省电模式，功耗为1.9 mA。正常工作时，每个放大器通道的静态电源电流仅为18 mA。

AD605采用16引脚PDIP和16引脚SOIC_N封装，保证工作温度范围为−40°C至+85°C。

应用

• 超声和声纳时间增益控制
• 高性能AGC系统
• 信号测量

特性

• 两个独立的线性dB通道
• 最大增益时的输入噪声：1.8 nV/√Hz，2.7 pA/√Hz
• -3 dB带宽：40 MHz
• 差分输入
• 可编程绝对增益范围:–14 dB至 +34 dB(FBK与OUT短路)
• 可变增益调整比例：20 dB/V至40 dB/V
• 增益不随温度和电源变化而变化
• 单端单极性增益控制
• 输出共模独立设置
• 在增益控制下限时电源关断
• 5 V单电源
• 低功耗：每通道90 mW

框图

引脚配置描述

典型性能特征(每通道)

工作原理

AD605是一款双通道低噪声可变增益放大器（VGA）。图35展示了其中一个通道的简化框图。每个通道由一个单电源X - AMP（以下简称DSX，即差分单电源X - AMP ）组成，包括以下部分：

• 精密无源衰减器（差分梯形）
• 增益控制模块
• 带电源分压电阻R3和R4的VOCM缓冲器
• 带增益设置电阻R1和R2的有源反馈放大器¹（AFA）

AD605的dB线性增益响应一般可由以下公式描述：

其中：

• 若FBK到OUT短路，( FB = 0 )。
• 若FBK到OUT开路，( FB = 1 )。

每个通道可通过0dB至+48.4dB的增益，提供-14dB至+34.4dB的增益范围，具体取决于连接在引脚FBK和引脚OUT之间的电阻值。增益在0dB至40dB范围内与dB呈精确线性关系，而增益误差在范围的顶部和底部会增加。增益由增益控制电压（VGN）设置。对于2.5V和1.25V的VREF电压，有用的增益缩放范围分别在20dB/V和40dB/V之间。例如，如果FBK到OUT短路且VREF设置为2.5V以实现20dB/V的增益缩放，上述公式简化为：

通过将单极性增益控制（VGN）设置为其标称工作范围内的电压（0.25V至2.65V，对应20dB/V增益缩放），可实现所需增益。增益在0.1V至2.9V范围内相对于增益控制电压呈单调变化。在VGN为2.9V时可实现最大增益。

由于两个通道相同，仅使用通道1来描述其工作原理。VREF和VOCM是两个通道共用的唯一输入，并且它们通常接地，通过交叉连接这两个引脚可使它们相互匹配。

为实现最高的增益缩放精度，VREF应具有外部低阻抗电压源。对于低精度20dB/V应用，VREF输入可直接接地。在此模式下，增益缩放由电源电压中点（VCC和GND之间的中点）决定；因此，应注意将电源电压控制在±5%以内。看向VREF引脚的输入电阻为10kΩ。

AD605是单电源电路，VOCM引脚用于确定电路此部分的中点直流电平。VOCM引脚通常仅需一个接地的外部去耦电容，以将其置于电源电压（5V，GND）之间的中点。但是，如果输出的直流电平对用户很重要（有关示例，请参阅AD9050数据手册的应用信息部分），则可以专门设置VOCM。VOCM引脚的输入电阻为45kΩ ± 20%。