雙高速低噪聲運(yùn)算放大器AD8022

　　1　概述

　　AD8022由兩個(gè)低噪聲的高速電壓反饋放大器組成。它的兩個(gè)輸入端產(chǎn)生的電壓噪聲只有2．5nV／√Hz。同時(shí)具有帶寬寬，失真小等特性。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電容負(fù)載時(shí)，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(shí)，每個(gè)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(shí)間短，帶寬寬，所以它可以作為非對(duì)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(jī)的接收信道前端。另外，AD8022中的兩個(gè)獨(dú)立的電壓反饋放大器也可以作為線路變壓器的差動(dòng)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(duì)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(gè)限制，會(huì)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(shí)間地使結(jié)溫高于175℃，則會(huì)造成器件的失靈。雖然AD8022具有短路保護(hù)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(jìn)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(shí)在工作中，必須注意對(duì)電源引腳端的退耦。對(duì)于低頻信號(hào)，應(yīng)在AD8022附近放置一對(duì)10μF的電容。另外，在每個(gè)引腳旁，也應(yīng)盡可能近地連接一個(gè)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(dú)有的超快互補(bǔ)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(bǔ)雙極性技術(shù)的這些特點(diǎn)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(jiǎn)圖。AD8022的輸入級(jí)由一個(gè)NPN差動(dòng)對(duì)組成，其中每個(gè)三級(jí)管的集電極電流為300μA，這給輸入器件提供了一個(gè)較高的跨導(dǎo)。因此，在100kHz時(shí)，AD8022的輸入噪聲僅為2．5nV／√Hz。工作時(shí)，先由輸入級(jí)驅(qū)動(dòng)一個(gè)有一對(duì)PNP三級(jí)管組成的折疊式柵地－陰地放大 器，然后由這對(duì)PNP三級(jí)管再驅(qū)動(dòng)一個(gè)電流反射鏡，從而實(shí)現(xiàn)從差動(dòng)輸入到單端輸出的轉(zhuǎn)換。 AD8022輸出級(jí)的電流增益可高達(dá)10000，因此，即使接入一個(gè)低負(fù)載阻抗，AD8022仍能維持一個(gè)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(chǎng)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(shí)，具有雙重差動(dòng)接收放大器功能。它可用于接收用戶環(huán)路各個(gè)末端的已調(diào)制信號(hào)（包括離散多音），并可以收到淹沒在噪聲中的　　最小信號(hào)。信號(hào)的噪聲源包括近端串音、遠(yuǎn)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(dòng)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(jì)時(shí)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(jì)時(shí)需要正確的射頻設(shè)計(jì)技巧。

AD8022的印制電路板應(yīng)該有一個(gè)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(gè)低阻抗的返回路徑。從輸入信號(hào)線的附近移開接地平面會(huì)減小寄生電容。對(duì)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(yuǎn)離每一個(gè)引腳。為了給AD8022輸出端提供足夠的電流，設(shè)計(jì) 時(shí)還應(yīng)并聯(lián)一個(gè)附加的鉭電容（0．47μF～10μF）。連接反饋電阻和增益電阻的信號(hào)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(dá)到最小。終端電阻和負(fù)載在放置時(shí)應(yīng)使它們分別與輸入端和輸出端盡可能靠近。對(duì)于長信號(hào)連線（大于1英寸），應(yīng)該采用帶狀線設(shè)計(jì)技巧。在應(yīng)用中若能遵守這些原則，就會(huì)進(jìn)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(bǔ)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。