AD8307型對數(shù)放大器及其應(yīng)用

摘要：AD8307是一款基于連續(xù)壓縮技術(shù)的完全單片500 MHz解調(diào)對數(shù)放大器，該對數(shù)放大器提供92 dB的動態(tài)范圍，即使在高達(dá)100 MHz的頻率下仍能提供誤差為±l dB的88 dB動態(tài)范圍。AD8307輸出電壓斜率為25 mV／dB(截止點為-84 dBm)。介紹AD8307的基本結(jié)構(gòu)、功能特性及其在超聲波回波接收電路中的應(yīng)用以及相應(yīng)抗干擾措施。
關(guān)鍵詞：對數(shù)放大器；AD8307；解調(diào)；25 mV／dB；超聲波回波

信號處理領(lǐng)域中，一些信號具有寬泛的動態(tài)范圍，比如雷達(dá)、聲納等系統(tǒng)中，需處理的信號動態(tài)范圍達(dá)到120 dB以上：超聲波回波接收器前端電壓也可從“μV”級到“V”級。而寬泛的動態(tài)范同往往給應(yīng)用設(shè)計帶來諸多問題。實際應(yīng)用設(shè)計都會對所處理信號進(jìn)行非線性壓縮，而大多采用對數(shù)放大器實現(xiàn)非線性壓縮。該放大器可使輸出信號和輸入信號的包絡(luò)成對數(shù)比例，并對信號動態(tài)范圍的壓縮無需像AGC系統(tǒng)耶樣提取輸入信號的電平來控制增益，其增益與信號大小成反比，可廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、超聲、電子對抗等領(lǐng)域。這里給出AD8307型對數(shù)放大器及其應(yīng)用。

1 對數(shù)放大器AD8307簡介
對數(shù)放大器的主要功能是計算某個輸入信號包絡(luò)的對數(shù)。AD8307是8引腳SOIC_N封裝的，基于連續(xù)壓縮技術(shù)的完全單片500 MHz解調(diào)對數(shù)放大器。該對數(shù)放大器能夠提供92 dB的動態(tài)范圍，即使在高達(dá)100 MHz的頻率下仍能提供88 dB動態(tài)范圍，其誤差為±1 dB，而且電路中無需實質(zhì)意義的外部元件。AD8307采用2．7～5．5 V、7．5 mA的單電源供電，低功耗，3 V時功耗儀為22．5 mW。

圖l為AD8307的內(nèi)部功能原理框圖，該器件主要由6個放大限幅級組成，每級具有14．3 dB的增益和900 MHz的小信號帶寬，總增益量86 dB，-3 dB帶寬為500 MHz。整個動態(tài)范圍由6個放大限幅級及與其相連的gm型全波檢波器和置于無源衰減器14．3 dB抽頭的3個頂端檢測器共同實現(xiàn)。其偏置由兩基準(zhǔn)提供，一個基準(zhǔn)確定增益，另一基準(zhǔn)是帶隙電路，決定對數(shù)斜率和電源及溫度變化的穩(wěn)定性。AD8307通過具有CMOS電平兼容的ENB引腳實現(xiàn)使能和禁止。AD8307的第1放大級具有極低的電壓噪聲頻譜密度。
對9個檢波器輸m的差分電流求和，然后在輸出級轉(zhuǎn)換為單端方式輸出。對數(shù)輸出電壓由該電流流經(jīng)片內(nèi)12．5 kΩ電阻形成，并在引腳OUT形成斜率為25 mV／dB的輸出電壓。此電壓未經(jīng)任何緩沖，允許用于各種特定的輸出接口。校正最后一級檢波器處的對數(shù)截止點的溫度穩(wěn)定性，這樣在整個電壓輸出范圍均可工作穩(wěn)定。截止點采用引腳INT調(diào)節(jié)，可對輸出電流分流或補償一小電流。