带前½放大器和可编程输入
电阻(R
IN
)的超½噪声VGA
AD8331/AD8332/AD8334
产品特性
超½噪声前½放大器
电压噪声
= 0.74 nV/√Hz
电流噪声
= 2.5 pA/√Hz
3 dB带½
AD8331：120
MHz
AD8332、AD8334：100
MHz
½功耗
AD8331：每通道125 mW
AD8332、AD8334：每通道145 mW
可编程后½放大器提供½增益范围
LO增益模式：−4.5 dB至+43.5 dB
HI增益模式：7.5 dB至55.5 dB
折合到输出端的噪声较½：48
nV/√Hz(典型值)
有源输入阻抗匹配
针对10½/12½ADC优化
可选输出钳½电平
采用5
V单电源供电
AD8332和AD8334提供引脚架构芯片级封装
LNA
–
INH
19dB
48dB
ATTENUATOR
+
功½框图
L ON L OP
VIP
VIN
VCM
V
MID
3.5dB OR 15.5dB
VOH
21dB
PA
VOL
GAIN
CONTROL
INTERFACE
CLAMP
RCLMP
HIL O
LMD
VCM
BIAS
VGA BIAS AND
INTERPOLATOR
ENB
GAIN
图1. 信号路径功½框图
60
50
40
30
20
10
0
–10
100k
V
GAIN
= 1V
V
GAIN
= 0.8V
V
GAIN
= 0.6V
V
GAIN
= 0.4V
V
GAIN
= 0.2V
V
GAIN
= 0V
HI GAIN
MODE
超声和声纳时间增益控制
高性½自动增益控制(AGC)系统
I/Q信号处理
高速、双通道ADC驱动器
GAIN (dB)
应用
概述
AD8331/AD8332/AD8334分别是单通道/双通道/四通道、超
½噪声、线性dB可变增益放大器(VGA)，针对超声系统进
行了优化，可以用½½噪声可变增益元件，工½频率最高
达120
MHz。
各通道内½一个超½噪声前½放大器(LNA)、一个48
dB增益
范围的X-AMP®
VGA以及一个具有可调输出限制功½的可
选增益后½放大器。LNA增益为19
dB，具有单端输入和差分
输出。LNA输入阻抗可以利用一个电阻来调节，以便与信
号源相匹配，且不½响噪声性½。
VGA的48 dB增益范围½这些器件适合各种不同的应用。带
½在整个增益范围内可保持出色的一致性。对于40
mV至1 V
范围内的控制电压，增益控制接口可提供精确的50
dB/V线
性dB调整。通过工厂调整可确保器件间及通道间具有出色
的增益匹配特性。
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
100M
1G
图2. 频率响应与增益的关系
差分信号路径提供出色的二次和三次失真性½及½串扰。
VGA的½输出端噪声在驱动高速差分ADC时是种优势。后
½放大器的增益可通过引脚选择为3.5
dB或15.5 dB，以便优
化12½或10½½换器应用的增益范围和输出噪声。输出可
以用户选择的箝½电平为限，防止后续ADC的输入过½½。
一个外部电阻调整该箝½电平。
工½温度范围为−40°C至+85°C。AD8331提供20引脚QSOP
封装，AD8332提供28引脚TSSOP和32引脚LFCSP封装，
AD8334提供64引脚LFCSP封装。
Rev. G
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03199-002
03199-001
AD8331/AD8332/AD8334
AD8331/AD8332/AD8334
目½
产品特性
......................................................................................... 1
应用..................................................................................................
1
概述..................................................................................................
1
功½框图
......................................................................................... 1
修订历史
......................................................................................... 2
技术规格
......................................................................................... 4
绝对最大额定值............................................................................
7
ESD警告..................................................................................... 7
引脚配½和功½描述
................................................................... 8
典型工½特性
.............................................................................. 12
测试电路
....................................................................................... 20
测量考虑..................................................................................
20
工½原理
....................................................................................... 24
概述
.......................................................................................... 24
½噪声放大器(LNA)
............................................................. 25
可变增益放大器.....................................................................
27
后½放大器
............................................................................. 28
应用信息
....................................................................................... 30
LNA—外部器件 ..................................................................... 30
ADC驱动 ................................................................................. 32
过½½
.......................................................................................... 32
可选输入过½½保护
............................................................... 32
布局布线、接地和旁路
....................................................... 33
多路输入匹配
......................................................................... 33
禁用LNA
.................................................................................. 33
超声TGC应用
......................................................................... 34
高密度四通道布局
................................................................ 34
AD8331评估板............................................................................. 39
概述
.......................................................................................... 39
用户提供的可选器件............................................................
39
测量设½..................................................................................
39
电路板布局
............................................................................. 39
AD8331评估板原理图 .......................................................... 40
AD8331评估板PCB各层....................................................... 42
AD8332评估板............................................................................. 43
概述
.......................................................................................... 43
用户提供的可选器件............................................................
43
测量设½..................................................................................
43
电路板布局
............................................................................. 43
评估板原理图
......................................................................... 44
AD8332评估板PCB各层....................................................... 46
AD8334评估板............................................................................. 47
概述
.......................................................................................... 47
配½输入阻抗
......................................................................... 48
测量设½..................................................................................
48
电路板布局
............................................................................. 48
评估板原理图
......................................................................... 49
AD8334评估板PCB各层....................................................... 51
外½尺寸
....................................................................................... 53
订购指南..................................................................................
55
修订历史
2010年10月—修订版F至修订版G
更改表1中的“每通道静态电流”参数
....................................... 6
更改表3中的引脚1........................................................................
8
更改表4中的引脚1和引脚28、表5中的引脚4和引脚5
........ 9
更改图6和表6
.............................................................................. 10
更改图33
....................................................................................... 16
更改图64
....................................................................................... 22
更改图70
....................................................................................... 24
更改“½噪声放大器(LNA)”部分和图74...................................
5
更改图94
....................................................................................... 38
更改“概述”部分、图95标题、表10和
“电路板布局”部分 ...................................................................... 39
更改图96
....................................................................................... 40
更改图97
....................................................................................... 41
更改图98和图103
........................................................................ 42
删除“AD8331材料清单”部分和表11；重新排序
................. 43
更改图104
..................................................................................... 43
更改图106
..................................................................................... 45
更改图107
..................................................................................... 46
更改图113
..................................................................................... 47
修改图114和“电路板布局”部分
.............................................. 48
删除“AD8332材料清单”部分和表13；重新排序
................. 48
更改图115
..................................................................................... 49
更改图116
..................................................................................... 50
更改图117至图120......................................................................
51
更改图121
..................................................................................... 52
删除“AD8334材料清单”部分和表15；重新排序
................. 54
Rev. G | Page 2 of 56
AD8331/AD8332/AD8334
2008年4月—修订版E至修订版F
R
FB
通篇更改为R
IZ
.......................................................................... 4
更改图1
........................................................................................... 1
更改表1的LNA和VGA特性、输出失调电压、条件
............ 4
更改“每通道静态电流”参数和“掉电电流”参数.....................
6
更改表2
.......................................................................................... 7
更改表3(引脚1的描述)
................................................................ 8
更改表4(引脚1和引脚28的描述)...............................................
9
更改表5(引脚4和引脚5的描述).................................................
9
更改表6(引脚2、引脚15和引脚20的描述)
........................... 10
更改表6(引脚61的描述)
............................................................ 11
更改典型工½特性部分的默认条件.......................................
12
更改图25
....................................................................................... 15
更改图39
....................................................................................... 17
更改图55至图68
.......................................................................... 20
更改工½原理的概述部分
....................................................... 24
更改“½噪声放大器”部分和图74
............................................ 25
更改“有源阻抗匹配”部分、图75和图77
............................... 26
更改图78
....................................................................................... 27
更改公式6、表7、图81和图82
................................................ 30
更改图83
....................................................................................... 31
更改图88
....................................................................................... 32
调换图89和图90
.......................................................................... 33
更改图89
....................................................................................... 33
更改“超声TGC应用”部分
......................................................... 34
纳入AD8331-EVAL数据手册修订版A
................................... 39
更改“用户提供的可选器件”部分和“测量设½”部分..........
39
更改图95
....................................................................................... 39
更改图97
....................................................................................... 41
增加图98
....................................................................................... 42
纳入AD8332-EVALZ数据手册修订版D.................................
44
纳入AD8334-EVAL数据手册修订版0
.................................... 49
更新外½尺寸
.............................................................................. 55
更改订购指南部分
..................................................................... 57
2006年4月—修订版D至修订版E
增加AD8334
.............................................................................通篇
更改图1和图2
................................................................................ 1
更改表1
........................................................................................... 4
更改表2
........................................................................................... 7
更改图7至图9和图12
................................................................. 12
更改图13、图14、图16和图18
................................................ 13
更改图23和图24
.......................................................................... 14
更改图25至图27
.......................................................................... 15
更改图31和图33至图36
............................................................. 16
更改图37至图42
.......................................................................... 17
更改图43、图44和图48
............................................................. 18
更改图49、图50和图54
............................................................. 19
插入图56和图57
.......................................................................... 20
插入图58、图59和图61
............................................................. 21
更改图60
....................................................................................... 21
插入图63和图65
.......................................................................... 22
更改图64
....................................................................................... 22
移动“测量考虑”部分..................................................................
23
插入图67和图68
.......................................................................... 23
插入图70和图71
.......................................................................... 24
更改图72
....................................................................................... 24
更改图73和“½噪声放大器”部分
............................................ 25
更改“后½放大器”部分..............................................................
28
更改图80
....................................................................................... 29
更改“LNA—外部器件”部分......................................................
30
更改“逻辑输入—ENB、MODE和HILO”部分......................
31
更改“输出去耦和过½½”部分.....................................................
32
更改“布局布线、接地和旁路”部分........................................
33
更改“超声TGC应用”部分
......................................................... 34
增加“高密度四通道布局”部分
................................................ 34
插入图94
....................................................................................... 38
更新外½尺寸
.............................................................................. 39
更改订购指南部分
..................................................................... 40
2006年3月—修订版C至修订版D
格式更新
...................................................................................通篇
修改特性和概述部分
................................................................... 1
更改表1
........................................................................................... 3
更改表2
.......................................................................................... 6
更改订购指南部分
..................................................................... 34
2003年11月—修订版B至修订版C
新增器件
...................................................................................通篇
更改插图
...................................................................................通篇
更新外½尺寸
.............................................................................. 32
2003年5月—修订版A至修订版B
编辑订购指南部分
..................................................................... 32
编辑“超声TGC应用”部分
......................................................... 25
Rev. G | Page 3 of 56
AD8331/AD8332/AD8334
技术规格
除非另有说明，T
A
= 25°C，V
S
= 5 V，R
L
= 500
，R
S
= RIN = 50
，R
IZ
= 280
，C
SH
= 22 pF，f = 10 MHz，R
CLMP
= ∞，C
L
= 1 pF，
VCM引脚悬空，−4.5 dB至+43.5 dB增益(HILO = LO)，差分输出电压。
表1.
参数
½噪声放大器参数
增益
输入电压范围
输入电阻
最大值 单½
1
dB
dB
mV
Ω
Ω
Ω
Ω
kΩ
pF
Ω
MHz
V/µs
nV/√Hz
pA/√Hz
dB
dB
dBc
dBc
mA
测试条件/注释
单端输入至差分输出
输入至输出(单端)
交流耦合
R
IZ
= 280 Ω
R
IZ
= 412 Ω
R
IZ
= 562 Ω
R
IZ
= 1.13 kΩ
R
IZ
= ∞
单端，任一输出
V
OUT
= 0.2 V p-p
R
S
= 0 Ω，HI或LO增益，R
IZ
= ∞，f = 5 MHz
R
IZ
= ∞，HI或LO增益，f = 5 MHz
f = 10 MHz，LOP输出
R
S
= R
IN
= 50 Ω
R
S
= 50 Ω, R
IZ
= ∞
V
OUT
= 0.5 V p-p，单端，f = 10 MHz
最小值 典型值
19
13
±275
50
75
100
200
6
13
5
130
650
0.74
2.5
3.7
2.5
−56
−70
165
输入电容
输出阻抗
−3 dB小信号带½
压摆率
输入电压噪声
输入电流噪声
噪声系数
有源终端匹配
终端开路
LOP1或LOP2的谐波失真
HD2
HD3
输出短路电流
LNA和VGA特性
−3 dB小信号带½
AD8331
AD8332, AD8334
−3 dB大信号带½
AD8331
AD8332, AD8334
压摆率
AD8331
AD8332, AD8334
输入电压噪声
噪声系数
有源终端匹配
终端开路
折合到输出端噪声
AD8331
AD8332, AD8334
输出阻抗，后½放大器
引脚LON、引脚LOP
V
OUT
= 0.2 V p-p
120
100
V
OUT
= 2 V p-p
110
90
LO增益
HI增益
LO增益
HI增益
R
S
= 0 Ω，HI或LO增益，R
IZ
= ∞，f = 5 MHz
V
GAIN
= 1.0 V
R
S
= R
IN
= 50 Ω, f = 10 MHz，实测
R
S
= R
IN
= 200 Ω, f = 5 MHz，仿真
R
S
= 50 Ω, R
IZ
= ∞, f = 10 MHz，实测
R
S
= 200 Ω, R
IZ
= ∞, f = 5 MHz，仿真
V
GAIN
= 0.5 V，LO增益
V
GAIN
= 0.5 V，HI增益
V
GAIN
= 0.5 V，LO增益
V
GAIN
= 0.5 V，HI增益
DC至1 MHz
Rev. G | Page 4 of 56
MHz
MHz
MHz
MHz
V/µs
V/µs
V/µs
V/µs
nV/√Hz
dB
dB
dB
dB
nV/√Hz
nV/√Hz
nV/√Hz
nV/√Hz
Ω
300
1200
275
1100
0.82
4.15
2.0
2.5
1.0
48
178
40
150
1
AD8331/AD8332/AD8334
参数
输出信号范围，后½放大器
差分
输出失调电压
AD8331
AD8332, AD8334
输出短路电流
谐波失真
AD8331
HD2
HD3
HD2
HD3
AD8332, AD8334
HD2
HD3
HD2
HD3
输入1
dB压缩点
双音交调失真(IMD3)
AD8331
AD8332, AD8334
输出三阶交调截点
AD8331
AD8332, AD8334
通道间串扰(AD8332、AD8334)
过½½恢复
群延迟偏差
精度
绝对增益误差
2
测试条件/注释
R
L
≥ 500 Ω，无箝½，任一引脚
最小值 典型值
最大值
V
CM
± 1.125
4.5
−50
−125
−20
−125
±5
−25
±5
–25
45
+50
+100
+20
+100
单½
1
V
V p-p
mV
mV
mV
mV
mA
差分，V
GAIN
= 0.5 V
共模
差分，0.05
V ≤ V
GAIN
≤ 1.0 V
共模
V
GAIN
= 0.5 V，V
OUT
= 1 V p-p，HI增益
f = 1 MHz
f = 10 MHz
−88
−85
−68
−65
−82
−85
−62
−66
1
dBc
dBc
dBc
dBc
dBc
dBc
dBc
dBc
dBm
f = 1 MHz
f = 10 MHz
V
GAIN
= 0.25 V，V
OUT
= 1 V p-p，f = 1 MHz
至10
MHz
V
GAIN
= 0.72 V, V
OUT
= 1 V p-p, f = 1 MHz
V
GAIN
= 0.5 V, V
OUT
= 1 V p-p, f = 10 MHz
V
GAIN
= 0.72 V, V
OUT
= 1 V p-p, f = 1 MHz
V
GAIN
= 0.5 V, V
OUT
= 1 V p-p, f = 10 MHz
V
GAIN
= 0.5 V, V
OUT
= 1 V p-p, f = 1 MHz
V
GAIN
= 0.5 V, V
OUT
= 1 V p-p, f = 10 MHz
V
GAIN
= 0.5 V, V
OUT
= 1 V p-p, f = 1 MHz
V
GAIN
= 0.5 V,
V
OUT
= 1 V p-p, f = 10 MHz
V
GAIN
= 0.5 V, V
OUT
= 1 V p-p, f = 1 MHz
V
GAIN
= 1.0 V, V
IN
= 50 mV p-p/1 V p-p,
f = 10 MHz
5 MHz < f < 50 MHz，全部增益范围
0.05 V < V
GAIN
< 0.10 V
0.10 V < V
GAIN
< 0.95 V
0.95 V < V
GAIN
< 1.0 V
0.1 V < V
GAIN
< 0.95 V
0.1 V < V
GAIN
< 0.95 V
0.10 V < V
GAIN
< 0.95 V
LO增益
HI增益
−1
−1
−2
−80
−72
−78
−74
38
33
35
32
−98
5
±2
+0.5
±0.3
−1
±0.2
±0.1
+2
+1
+1
dBc
dBc
dBc
dBc
dBm
dBm
dBm
dBm
dB
ns
ns
dB
dB
dB
dB
dB
dB/V
dB
dB
V
MΩ
ns
Ω
mV
V
增益法则一致性
3
通道间增益匹配
增益控制接口(引脚GAIN)
增益比例系数
增益范围
输入电压(V
GAIN
)范围
输入阻抗
响应时间
共模接口(PIN
VCMx)
输入电阻
4
输出CM失调电压
电压范围
48.5
48 dB增益变化至90%满量程
电流限值为±1
mA
V
CM
= 2.5 V
V
OUT
= 2.0 V p-p
50
51.5
−4.5至+43.5
7.5至55.5
0至1.0
10
500
30
−25
1.5至3.5
−125
+100
Rev. G | Page 5 of 56
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