ADRF6521低频至3 GHz，具有输出共模和直流偏置控制的双通道VGA技术手册

概述
ADRF6521是一款双通道、全差分、低噪声和低失真可变增益放大器(VGA)。在增益范围内具有很高的无杂散动态范围，因此ADRF6521非常适合具有密集星座图、多个载波并存在邻近干扰的通信系统

VGA具有21 dB增益范围，典型电压增益为18 dB。差分输入阻抗为100 Ω，差分输出阻抗为16 Ω。±1 dB增益平坦度带宽为2.5 GHz。输出缓冲器能够在低频至1 GHz范围内针对二阶和三阶交调失真（IMD2和IMD3）以及二次和三次谐波失真（HD2和HD3）将1.5 V p-p摆动至100 Ω负载(>55 dBc)。可变输出直流失调控制通过OFS1和OFS2引脚完成，且输出共模可通过VOCM引脚进行控制。

ADRF6521采用+5 V单电源或各种双电源灵活供电，总电源电流为200 mA。完全禁用时，功耗为25 mA（典型值）。ADRF6521采用先进的硅-锗BiCMOS工艺制造，提供20引脚、裸露焊盘、3 mm × 3 mm LFCSP封装。额定温度范围为−40°C至+85°C。
数据表：*附件：ADRF6521低频至3 GHz，具有输出共模和直流偏置控制的双通道VGA技术手册.pdf

应用

• 点到点及点到多点无线电
• 基带IQ接收器
• 分集接收器
• ADC驱动器
• 仪器仪表
• 医疗

特性

• 双配 VGA
• 最大电压增益：18 dB
• 增益控制衰减范围：TA = 25°C 时，典型值为 21 dB
• ±1 dB 增益平坦度带宽：2.5 GHz（典型值）
• IMD2 和 IMD3（1.5 V p-p复合输出）：
  • 在 VGN = 1.5 V，980 MHz 和 1000 MHz 音调下，分别具有−56.8 dBc 的典型值和 −75 dBc 的典型值。
• HD2 和 HD3（1.5 V p-p 复合输出）：
  • 在 VGN = 1.5 V，基线为 500 MHz 时，分别具有−75 dBc 的典型值和 −73.7 dBc 的典型值。
  • 在 VGN = 1.5 V，基线为 1 GHz 时，分别具有−55.9 dBc 的典型值和 −57.5 dBc 的典型值。
• 噪声指数：
  • 500 MHz 时，具有 10.5 dB 典型值（最大增益时）
  • 2 GHz 时，具有 14.8 dB （最大增益时）
  • 随着增益回退，噪声系数逐分贝降低
• 100 Ω 差分输入阻抗
• ≤ 16 Ω 差分输出阻抗
• 可编程
  • 输出直流偏置标称范围：± 400 mV
  • 输出共模控制：> ± 200 mV，当 VOCM = ±0.2 V 时
• 具有关断特性的单/双电源供电运行
  • 单电源：VPOS = 5 V，VNEG = 0 V（标称）
  • 双电源：VPOS = 3 V，VNEG = −2 V （标称）

逻辑图

引脚配置描述

典型性能特征

工作原理

ADRF6521是一款高线性度的双通道可变增益放大器（VGA）， - 3dB频率响应为3.25GHz。ADRF6521由一对匹配的VGA组成，每个VGA包含一个可变电压衰减器（VVA），在室温（T_{A} = 25°C）下具有21dB的衰减范围，其后接一个18dB的电压可变放大器，从而产生从 + 18dB到 - 3dB的增益范围。

输出级能够改变其共模电压，并且具有差分直流偏移电压功能。输出共模电压范围可分别调整±200mV和±400mV，同时仍保持表1中概述的高线性度。更大的范围是可行的，但线性度会下降。图120展示了单通道的简化功能框图。

整个差分信号链采用直流耦合方式。不过，建议在交流耦合输入时进行直流偏置。两个通道的增益设置由一个引脚（VGN）共享，以确保幅度和相位响应的紧密匹配。通过将PWD连接到VNEG电源，可完全禁用ADRF6521。

输入可变电压衰减器（VVA）

输入VVA具有高线性度和出色的对数一致性。VVA具有100Ω的差分输入阻抗和21dB的衰减范围，在整个衰减范围内略有过冲。如果输入必须进行交流耦合，前一级的输出共模电压必须与VVA上的VOCM引脚电压相匹配。例如，位于器件输入端的VVA的噪声系数约为该dB衰减量对应的噪声系数。VVA在整个衰减范围内都能保持高线性度。

放大器

ADRF6521放大器采用与ADL5569相同的核心。这些放大器具有低输出阻抗（<20Ω），片内反馈电阻比约为8x，产生约18dB的差分电压增益。这些放大器旨在驱动后续的双放大器级，并且在将1.5V峰峰值信号输入100Ω差分负载时具有高线性度。

输出共模电压

输出共模电压在内部设置为(VPOS + VNEG)/2，并带有片上电阻分压器（见图122）。该电压可通过VOCM引脚调整±200mV，并且ADRF6521仍能保持IMD2、IMD3、HD2和HD3优于 - 55dBc或更好的性能。这是在控制施加到VOCM的电压与输出共模电压之间实现的。

输出直流偏移电路

ADRF6521每个通道的输出直流偏移可独立调整，以补偿VVA和放大器的微小固有直流偏移。对于预失真等应用，每个通道的输出直流偏移电压除了±200mV的输出共模范围外，还可以有意增加到±400mV，同时保持高线性度。调整输出共模电压可能会使输出直流偏移电压的组合值超过400mV，从而可能使IMDx和/或HDx水平劣于 - 55dBc。输出直流偏移电压定义如下：

[ V_{OS_DC} = V_{OPPI} - V_{OPMI} ]

其中**V_{OPPI}和V_{OPMI}**分别是OPP1和OPM1或OPP2和OPM2引脚上的直流电压。

输出直流偏移电压通过OFS1引脚和OFS2引脚进行控制，如图120和图124所示为通用的OFSx引脚。输出直流偏移电压基本上是通过向放大器的输入注入差分电流产生的。差分电流由以下部分组成：

• 一个参考电流（I_{REF}），它被添加到差分路径的正负极性腿上；
• 一个双极性偏移电流（I_{OFS}），它被添加到差分路径的一个腿上，并从另一个腿上减去。

参考电流是一个静态电流，而双极性偏移电流由相应的OFSx引脚控制。两个电流都注入到18dB放大器和VVA中。由于偏移电流是双极性的，输出直流偏移电压可以高达 + 400mV或低至 - 400mV。FLTx引脚上的控制电压与输出直流偏移电压之间的标称闭合形式方程为：

[ V_{DC_OFFSET_DIFF} = 0.89 × V_{OFSx} - 0.668 V ]