ADL5310 120 dB范围(3 nA-3 mA)双通道对数转换器技术手册

概述
ADL5310是一款低成本、双通道对数转换器，可将宽动态范围内的输入电流转换为线性dB输出电压。它针对光功率测定进行了优化，适合各种光学通信系统应用，包括激光控制电路、光学开关、衰减器、放大器以及一般系统监控。该器件与增强动态范围(120 dB)的双通道AD8305相当。ADL5310内置两个独立的信号通道，各有单独可配置的传递函数常数（斜率和截距），内部偏置电路则由两个通道共用，以改善功耗和通道匹配。两个转换器集成于一个紧凑的LFCSP封装中，构成充分利用空间的高效解决方案，用于测量光学元件的增益或衰减。只需单电源供电，但也可选用双电源供电，以提高灵活性。

ADL5310采用优化的跨导线性结构，利用双极性晶体管的基极-发射极电压与集电极电流之间的精确对数关系工作，并通过精密电流进行适当调整，以补偿内在温度相关性。输入和基准电流引脚将3 nA至3 mA范围（输入与基准之间的±60 dB范围）内的吸电流提供给VSUM电位所定义的固定电压；VSUM电位在内部设置为500 mV，但也可以在外部接地，以便用于双电源供电及其它要求电压输入的应用。
数据表：*附件：ADL5310 120 dB范围(3 nA-3 mA)双通道对数转换器技术手册.pdf

特性

• 针对光纤光电二极管接口进行了优化
• 60倍电流测量范围
  法则一致性：0.3 dB（3 nA至3 mA）
• 单电源或双电源供电：3 V至±5.5 V
• 标称斜率：10 mV/dB（每10倍200 mV）
• 标称截距：300 pA（由外部电阻设置）
  可选的斜率和截距调整功能
• 完全对数比功能
• 出色的温度稳定性
• 对于给定电流水平，响应时间极短
• 24引脚小型芯片级封装(LFCSP 4 mm × 4 mm)
• 低功耗：静态电流小于10 mA

框图

引脚配置描述

典型性能特征

相对功率与绝对功率测量

经过正确校准后，ADL530可提供两个独立通道，能够精确进行绝对光功率测量。通常，需要测量光学网络元件（如光放大器或可变衰减器）两端的相对增益或吸光率。如果每个通道具有不同的对数斜率和截距，通过对各通道的输出信号求差，即可轻松实现这一点。实际上，通道失配可能会在较宽的输入电平范围内产生显著误差。在许多情况下，这种误差未得到补偿。对信号进行后处理可用于校正各个通道的特性。根据测量的对数结果，通过简单计算即可得出预期的输入电平### 电压，随后在数字域中对两个信号电平求差，以进行相对增益或吸光率测量。
一种更直接的模拟实现方式如图37所示，其中使用了电流镜。该电流镜用于将PD2的光电流反向馈入ADL5310的通道2的阴极。这使得一个通道可用作光信号的绝对功率计，而另一个通道则用于直接计算两个输入信号的对数比。

图37展示了使用改进型威尔逊电流镜进行绝对和相对功率测量的应用。

此处介绍的电流镜是改进型威尔逊电流镜。其他电流镜实现方式也可行，不过改进型威尔逊电流镜在整个温度范围内能提供相当稳定的性能。在设计电流镜时，需使用匹配的晶体管，以尽量减少温度梯度和β失配的影响。