ADL5309双通道，188 dB范围，10pA至25mA，对数转换器技术手册

概述
ADL5309 包含双单片对数跨阻放大器，针对测量光纤系统中的低频和宽动态范围光信号功率进行了优化。

该器件产生高精度、温度补偿输出电压，该输出电压与 INP1 和 INP2 引脚的输入电流与内部产生的参考电流之比的对数成比例。对数斜率和截距均分别准确调整为 200 mV/dec 和 10 pA 的标称值。低阻抗 OUT1 和 OUT2 对数输出能够驱动各种模数转换器 (ADC) 和其他电路。

OUT1 和 OUT2 输出的数字表示可通过 IC 间总线 (I2C) 接口获得。通过 I2C 接口控制的 14 位逐次逼近寄存器 (SAR) ADC 与内置数字温度传感器一起对 OUT1 和 OUT2 通道输出进行采样。

通过 PDB1 和 PDB2 接口支持自适应光电二极管偏置。在低二极管电流时，光电二极管反向偏压保持较小，以最大限度地减少暗电流。在较高的输入电流下，偏置电压与电流成线性比例，以避免由于光电二极管饱和而导致的非线性。起始偏置水平和较高电流下的比例因子均可通过 I^2^C 配置。

ADL5309 的额定工作温度范围为 −40°C 至 +105°C，采用小型 2.040 mm × 1.640 mm、20 引脚晶圆级芯片级封装（WLCSP）封装。
数据表：*附件：ADL5309双通道，188 dB范围，10pA至25mA，对数转换器技术手册.pdf

应用

• 自动测试设备
• 光功率监控
• 机器自动化
• 光模块

特性

• 188 dB 电动态范围和 94 dB 光动态范围
• 双通道电流输入，用于直接光增益测量
• 准确调整对数响应：
  • 200 mV/decade 对数斜率
  • 对数一致性误差 ±0.4 dB（温度范围内）
  • 在 70°C 时调整偏移以减少暗电流
• 集成式 LDO：60 Hz 和 100 pA 输入电流时 PSRR 为 26 dB（VCC = 3.0 V）
• I^2^C可调：
  • 光电二极管偏置电压
  • 低输入电流下噪声与响应时间之间的权衡
• 集成式 14 位 ADC
• 需要非常少的外部元件
• 2.040 mm × 1.640 mm，20引脚WLCSP

框图

串行接口时序规格

引脚配置描述

典型性能特征

应用信息

INP1和INP2接口

来自光电二极管阳极的光电流输入流入INP引脚。最大工作输入电流为25 mA。

OUT1和OUT2接口

对数型VOUT与施加到INP的电流呈对数变化。在100 pA至25 nA的电流范围内，标称斜率为200 mV/十倍频程，该斜率会随温度变化。

PDB1和PDB2接口

PDB接口引脚如图45所示。该引脚的作用是在光学系统中设置光电二极管的偏置点。光电二极管的偏置会影响输出电流动态范围，以dB（分贝）为单位的光学输入功率动态范围可能较高。在低输入功率下，输入电流可能较小（在pA级别），因此需要较高的跨阻来将电压降保持在尽可能小的水平。在高输入功率下，光电二极管电流可能达到（高达10 nA）。这种光电流会对内部串联电阻产生压降，从而导致测量电压下降，影响光学输出。

为解决暗电流问题，ADL5309提供了一个光电二极管偏置，在低输入电流时将阴极 - 阳极电压保持为零，从而减少任何暗电流。对于更高的电流操作，光电二极管需要一个负电压偏置。PDBx引脚可以通过专用引脚直接偏置，输入电流可以通过PDBG寄存器禁用。RT可以通过调整PDBG_FX位或设置PDBG = 0来禁用。通过VCC为光电二极管供电时，其电压受VCC限制。
SUM接口

节点之间的大电压差可能会导致显著的泄漏电流，即使由于节点之间的阻抗较高，泄漏电流通常也不可忽视。概念上的防护是将高阻抗导体与另一个导体（接地）驱动到相同的电压电位。通过在高阻抗导体和防护之间不存在电位差，就不会有电流流过。

减少来自外部源的电流检测电路中的泄漏需要在电压感测输入周围使用典型的高阻抗运算放大器进行防护。泄漏可能是一个重要问题，特别是在低电流测量时。例如，将INP与SUM设置为1.6 V的电位会产生1.6 nA的偏移。

ADL5309使用SUM节点作为防护引脚来屏蔽输入电流线路INP。SUM节点有一个内部500 Ω电阻连接到1.6 V电压基准缓冲器。

ADCREF接口

使用内部ADC测量输入电流的精度可通过图5和图6所示的方式提高。参考电压基准VREF可以是ADCREF引脚。该参考电压可以通过ADC寄存器进行调整。ADC的满量程范围（FSR）由VFSR = VREF × 0.8确定，VREF = MUX_SEL（0/1）× ADCREF。通过设置ADCR 寄存器，可由以下公式计算V REF ：