AD8335四通道、低噪声、低成本可变增益放大器技术手册

概述
AD8335是一款四通道可变增益放大器(VGA)，内置低噪声前置放大器，适合对成本和功耗敏感的应用。每个通道均提供48 dB增益范围、完全差分信号通道、有源输入前置放大器匹配以及用户可选的最大增益46 dB和38 dB，并且每个通道均具有单独的增益控制。

前置放大器(PrA)具有×8 (18.06 dB)单端至差分增益，接受不大于625 mV峰峰值的输入信号。在最大增益时，前置放大器噪声为1.2 nV/√Hz，前置放大器与VGA合并折合到输入端电压噪声为1.3 nV/√Hz。

假设噪声带宽(NBW)为20 MHz，奈奎斯特频率为40 MHz，则输入信噪比(SNR)为92 dB。引脚HLxx利用1 V 峰峰值或2 V 峰峰值满量程(FS)输入，优化10位和12位ADC的输出信噪比。

通道1和通道2通过引脚EN12启用，通道3和通道4通过引脚EN34启用。对于只需要VGA的应用，可以将前置放大器关断，从而显著降低功耗。

AD8335采用64引脚架构芯片级封装(9 mm × 9 mm)，额定温度范围为−40°C至+85°C工业温度范围。
数据表：*附件：AD8335四通道、低噪声、低成本可变增益放大器技术手册.pdf

应用

• 医疗成像(超声、伽马射线照相机)
• 声纳
• 测试和测量
• 精确、稳定的宽带增益控制

特性

• 低噪声前置放大器(PrA)
• 电压噪声 = 1.3 nV/√Hz(典型值)
• 电流噪声 = 2.4 pA/√Hz(典型值)
• NF = 7 dB (RS = RIN = 50 Ω)
• 单端输入：VIN 最大值 = 625 mV 峰峰值
• 有源输入匹配
• 输入信噪比(噪声带宽 = 20 MHz)= 92 dB
• VGA
  差分输出
  VOUT最大值 = 5 V峰峰值，RL = 500 Ω差分
  增益范围(8 dB输出增益步进)
  低增益模式：−10 dB至+38 dB
  高增益模式：−2 dB至+46 dB
  精确线性dB增益控制

框图

引脚配置描述

典型性能特征

应用信息

超声领域

AD8335的主要应用是医学超声。图57展示了超声系统的简化框图。超声系统中最重要的功能之一是时间增益控制（TGC），用于补偿生理信号衰减。由于超声信号的衰减与距离（时间）呈指数关系，线性dB可变增益放大器（VGA）是理想的解决方案。

超声信号链中的关键要求是低噪声、有源输入驱动、快速过载恢复、低功耗以及差分输出到ADC。因此，大多数超声设备使用波束形成技术，该技术需要大量通道（例如，32到512个通道）的二进制加权数，这对于实现最低功耗至关重要。

大多数现代设备采用数字波束形成技术。在此技术中，信号在经过时间增益补偿放大器（TGC amplifier）后立即转换为数字格式，波束形成通过数字方式完成。

典型的超声设备分辨率一般为10位，采样率通常大于40 MSPS，高端系统采用12位采样。

在低端和便携式超声设备中，功耗和低成本是首要考虑因素，AD8335正是基于这些标准设计的。

基本连接

图58展示了AD8335的基本连接方式。输入信号从左侧进入，输出信号从右侧输出，提供直接的线性信号路径。例如，该器件有四个差分VGA级，这就需要一个用于前置放大器电路的四通道电源。电源隔离的方式如图所示，VGA部分也采用同样方式。如果器件的两面都安装有组件，那么信号路径中的电源去耦组件应放置在电路板的顶部，以减少布线中的寄生效应。

前置放大器连接

为使AD8335实现输入匹配，需在PONX引脚和PIPX引脚之间交流耦合一个反馈电阻（R_{FB}） 。交流耦合可调节输入共模电压和输出共模电压。对于50Ω至200Ω的**R_{IN}**值，R_{FB}值范围为5×R_{IN}。表6列出了一些较大源电阻（或R_{IN}）的精确值和最接近的标准1%反馈电阻值。对于表6中未列出的值，R_{FB} 可以使用公式6计算。对于大于1 kΩ的值，采用近似值通常就足够了。