AD8307型對(duì)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(duì)數(shù)放大器，該對(duì)數(shù)放大器提供92 dB的動(dòng)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(dòng)態(tài)范圍。AD8307輸出電壓斜率為25 mV／dB(截止點(diǎn)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(duì)數(shù)放大器；AD8307；解調(diào)；25 mV／dB；超聲波回波

信號(hào)處理領(lǐng)域中，一些信號(hào)具有寬泛的動(dòng)態(tài)范圍，比如雷達(dá)、聲納等系統(tǒng)中，需處理的信號(hào)動(dòng)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(jí)到“V”級(jí)。而寬泛的動(dòng)態(tài)范同往往給應(yīng)用設(shè)計(jì)帶來(lái)諸多問(wèn)題。實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)都會(huì)對(duì)所處理信號(hào)進(jìn)行非線性壓縮，而大多采用對(duì)數(shù)放大器實(shí)現(xiàn)非線性壓縮。該放大器可使輸出信號(hào)和輸入信號(hào)的包絡(luò)成對(duì)數(shù)比例，并對(duì)信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍的壓縮無(wú)需像AGC系統(tǒng)耶樣提取輸入信號(hào)的電平來(lái)控制增益，其增益與信號(hào)大小成反比，可廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、超聲、電子對(duì)抗等領(lǐng)域。這里給出AD8307型對(duì)數(shù)放大器及其應(yīng)用。

1 對(duì)數(shù)放大器AD8307簡(jiǎn)介
對(duì)數(shù)放大器的主要功能是計(jì)算某個(gè)輸入信號(hào)包絡(luò)的對(duì)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(duì)數(shù)放大器。該對(duì)數(shù)放大器能夠提供92 dB的動(dòng)態(tài)范圍，即使在高達(dá)100 MHz的頻率下仍能提供88 dB動(dòng)態(tài)范圍，其誤差為±1 dB，而且電路中無(wú)需實(shí)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(shí)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(gè)放大限幅級(jí)組成，每級(jí)具有14．3 dB的增益和900 MHz的小信號(hào)帶寬，總增益量86 dB，-3 dB帶寬為500 MHz。整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍由6個(gè)放大限幅級(jí)及與其相連的gm型全波檢波器和置于無(wú)源衰減器14．3 dB抽頭的3個(gè)頂端檢測(cè)器共同實(shí)現(xiàn)。其偏置由兩基準(zhǔn)提供，一個(gè)基準(zhǔn)確定增益，另一基準(zhǔn)是帶隙電路，決定對(duì)數(shù)斜率和電源及溫度變化的穩(wěn)定性。AD8307通過(guò)具有CMOS電平兼容的ENB引腳實(shí)現(xiàn)使能和禁止。AD8307的第1放大級(jí)具有極低的電壓噪聲頻譜密度。
對(duì)9個(gè)檢波器輸m的差分電流求和，然后在輸出級(jí)轉(zhuǎn)換為單端方式輸出。對(duì)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(jí)檢波器處的對(duì)數(shù)截止點(diǎn)的溫度穩(wěn)定性，這樣在整個(gè)電壓輸出范圍均可工作穩(wěn)定。截止點(diǎn)采用引腳INT調(diào)節(jié)，可對(duì)輸出電流分流或補(bǔ)償一小電流。