雙高速低噪聲運算放大器AD8022

　　1　概述

　　AD8022由兩個低噪聲的高速電壓反饋放大器組成。它的兩個輸入端產(chǎn)生的電壓噪聲只有2．5nV／√Hz。同時具有帶寬寬，失真小等特性。當(dāng)驅(qū)動電容負載時，AD8022具有較高的輸出電流和較好的穩(wěn)定性。它的功耗較小，在5V到±12V的電源下工作時，每個放大器僅消耗4．0mA的靜態(tài)電流。 AD8022采用8腳microSOIC和SOIC封裝。由于其過電壓恢復(fù)時間短，帶寬寬，所以它可以作為非對稱數(shù)字用戶線（ADSL： Asymmetric Digital Subscriber Line）、超高速數(shù)字用戶線（VDSL：Very－h(huán)igh－data－rate Digital Sub－scriber Line）以及其它xDSL收發(fā)信機的接收信道前端。另外，AD8022中的兩個獨立的電壓反饋放大器也可以作為線路變壓器的差動接收器或xDSL線路接口電路的有源濾波器。圖1所示為AD8022的引腳排列圖。

　　2 特性參數(shù)及性能

　　2 .1 最大功率損耗

　　AD8022的最大功耗受外殼結(jié)溫的限制。對于塑料封裝的器件，它的最大安全結(jié)溫大約為150℃。一旦超過這個限制，會使外殼與基底的應(yīng)力發(fā)生改變，從而引起性能參數(shù)的漂移。若長時間地使結(jié)溫高于175℃，則會造成器件的失靈。雖然AD8022具有短路保護功能，但這仍不能充分保證器件在各種條件下都沒有超過結(jié)溫。為了確保器件的安全，必須根據(jù)最大功率降額曲線來進行操作。

　　2．2電源和退耦

　　為了使AD8022能夠發(fā)揮較好的技術(shù)性能，應(yīng)提供高質(zhì)量的±12V電源。同時在工作中，必須注意對電源引腳端的退耦。對于低頻信號，應(yīng)在AD8022附近放置一對10μF的電容。另外，在每個引腳旁，也應(yīng)盡可能近地連接一個0．1μF的退耦電容。

　　AD8022具有低噪聲、低失真、低功耗、高速度等性能。表1給出了AD8022的主要性能參數(shù)（工作條件為T＝25℃，Vs＝±12V，RL＝500Ω，G＝1）。

　　3工作原理

　　AD8022是電壓反饋式放大器，它是在ADI公司獨有的超快互補雙極性技術(shù)的基礎(chǔ)上制成的。這種技術(shù)可以使PNP和NPN三極管在4GHz范圍內(nèi)具有相似的結(jié)構(gòu)。為了排除由于結(jié)型絕緣引起的寄生和閉鎖問題，這種技術(shù)與介質(zhì)是絕緣的。超快互補雙極性技術(shù)的這些特點保證了AD8022的高頻率、低失真及低電源電流的性能。

　　圖2所示為AD8022的內(nèi)部電路簡圖。AD8022的輸入級由一個NPN差動對組成，其中每個三級管的集電極電流為300μA，這給輸入器件提供了一個較高的跨導(dǎo)。因此，在100kHz時，AD8022的輸入噪聲僅為2．5nV／√Hz。工作時，先由輸入級驅(qū)動一個有一對PNP三級管組成的折疊式柵地－陰地放大 器，然后由這對PNP三級管再驅(qū)動一個電流反射鏡，從而實現(xiàn)從差動輸入到單端輸出的轉(zhuǎn)換。 AD8022輸出級的電流增益可高達10000，因此，即使接入一個低負載阻抗，AD8022仍能維持一個很高的直流開環(huán)增益。

　　4 應(yīng)用電路

　　AD8022是一種電壓反饋式放大器，可廣泛應(yīng)用于需要低噪聲、低功耗、低失真及高速放大器的場合。

　　AD8022在作為雙重xDSL接收放大器應(yīng)用于xDSL的發(fā)送端混頻器時，具有雙重差動接收放大器功能。它可用于接收用戶環(huán)路各個末端的已調(diào)制信號（包括離散多音），并可以收到淹沒在噪聲中的　　最小信號。信號的噪聲源包括近端串音、遠端串音、背景噪聲和脈沖噪聲。這些噪聲大部分被饋入接收器前端，因此，為了使信噪比盡可能的高，應(yīng)該盡量減小接收放大器的噪聲。而利用低噪聲的AD8022作為接收端混頻器可以使ADSL調(diào)制解調(diào)器的功率密度低至－ 140dBm／Hz。

　　

　　圖3所示電路是利用AD8022組成的差動輸入Sallen－Key濾波器的應(yīng)用電路。該電路具有較好的頻率響應(yīng)，而且噪聲很低。圖4是該電路的頻率響應(yīng)曲線。

　　為了使AD8022在應(yīng)用中充分發(fā)揮其優(yōu)良性能，設(shè)計時應(yīng)注意印制電路板的布局，以防止相關(guān)的寄生效應(yīng)，因此，設(shè)計時需要正確的射頻設(shè)計技巧。

AD8022的印制電路板應(yīng)該有一個接地平面來覆蓋電路板器件面所有未使用的部分，以提供一個低阻抗的返回路徑。從輸入信號線的附近移開接地平面會減小寄生電容。對于電源分路，則應(yīng)使用片狀電容，電容的一端應(yīng)接接地平面，另一端應(yīng)遠離每一個引腳。為了給AD8022輸出端提供足夠的電流，設(shè)計 時還應(yīng)并聯(lián)一個附加的鉭電容（0．47μF～10μF）。連接反饋電阻和增益電阻的信號線應(yīng)盡可能的短，以使得與這些連線有關(guān)的電感和寄生電容達到最小。終端電阻和負載在放置時應(yīng)使它們分別與輸入端和輸出端盡可能靠近。對于長信號連線（大于1英寸），應(yīng)該采用帶狀線設(shè)計技巧。在應(yīng)用中若能遵守這些原則，就會進一步改善AD8022的應(yīng)用性能。

　　5 小結(jié)

　　由于AD8022放大器采用了超快互補雙極性技術(shù)，因此它具有低噪聲、低功耗、低失真、高速度等良好性能，可用于各種xDSL系統(tǒng)以及其它需要低噪聲儀器的前端，是一種很好的接收放大器。