1概述
AD8132是一種低成本的具有單輸入或差模輸入和差模輸出的放大器,,它可用電阻來控制增益,。AD8132有其獨(dú)特的內(nèi)部反饋,可以調(diào)整輸出增益,。當(dāng)AD8132工作在10MHz時,,可以保持- 68dB的相位平衡,還可以抑制諧波,,并能有效降低電磁輻射,,這一點(diǎn)是驅(qū)動差模輸入的A/D轉(zhuǎn)換器或者長距離傳輸信號用運(yùn)算放大器技術(shù)的一個較大改進(jìn)。
在ADI公司基于雙極性XFCB技術(shù)基礎(chǔ)上的產(chǎn)品中,,AD8132除了具有低成本的特性以外,,其通帶頻率可高達(dá)350MHz,并能傳輸差模信號,。它在 5MHz時只有-99dBc的SFDR失真度,。AD8132無需帶有高性能的A/D轉(zhuǎn)換器的發(fā)送器,不會損失低頻信息和直流信息,,其差模輸出端的共模電平可以通過VOCM管腳的輸入電壓來調(diào)整,,這樣在驅(qū)動單電源的A/D轉(zhuǎn)換器時,可以快捷地平移輸入電平,。AD8132快速的過載恢復(fù)能力則可保證它的采樣準(zhǔn)確性,。
AD8132也可以作為差模信號驅(qū)動器來通過絞纜或者同軸電纜傳輸高速信號。AD8132可以通過調(diào)整反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)來提高信號中的高頻成分,,并可驅(qū)動cat3或者cat5組成的絞纜或同軸電纜,,且線路損耗很小,因此,,可廣泛應(yīng)用于模擬視頻信號和數(shù)字視頻信號以及其它高速數(shù)據(jù)的傳輸系統(tǒng),。
AD8132為差模信號操作方式,并可以大地為參考電平,故而受地面噪聲的影響很小,。它可以通過一條信號鏈進(jìn)行差模信號處理,,如進(jìn)行濾波和放大等,因而可大大簡化差模信號與單輸入信號之間的轉(zhuǎn)換過程,。
AD8132采用SOIC和μSOIC封裝形式,。可工作在-40℃~+85℃溫度范圍內(nèi),。
2引腳功能
圖1所示為AD8132的管腳圖,,表1所列為其管腳的功能說明。
3工作原理
AD8132與普通運(yùn)放的差別在于其電路結(jié)構(gòu)上有互補(bǔ)的外部輸入輸出,。其中,,輸入VOCM可用來控制共模輸出電壓,而輸出則是普通運(yùn)放的單輸出模擬補(bǔ)充成分,。在工作時,,普通的運(yùn)放通常只有一個反饋回路,而AD8132卻有兩個反饋回路,。這就使得AD8132可以廣泛應(yīng)用于各種新型的電路,。
AD8132的一個反饋回路可用來控制共模輸出電壓,以VOCM為輸入信號,,相對應(yīng)的輸出為共模電壓或者兩個差模電壓(+OUT和-OUT)的平均值,。電路的增益通常設(shè)為單位增益。當(dāng)AD8132工作在線性區(qū)時,,必須遵循VOUT,,cm=VOCM的限制條件。另一個反饋回路則決定著電路的差模輸出,。與普通運(yùn)放類似,,放大器的增益可通過負(fù)反饋來控制。
4 AD8132的應(yīng)用電路
4.1基本應(yīng)用電路
在分析AD8132的應(yīng)用電路時,,應(yīng)基于以下假設(shè):
- 高輸入阻抗,,且負(fù)載效應(yīng)可以忽略;
- 輸入偏置電流足夠小,,可以忽略;
- 低輸出阻抗,;
- 開環(huán)增益無窮大,;
- 失調(diào)電壓為0。
由于AD8132可以由純差模電壓來驅(qū)動,,故AD8132可以廣泛應(yīng)用于各種具有差模輸出的單輸入電路,。
在具有差模輸出的單輸入電路中的零輸入情況下,RG應(yīng)與參考端相連(這里的參考端假設(shè)為地),。圖2是AD8132使用兩個反饋回路的一個基本電路,。
對于反饋網(wǎng)絡(luò)而言,,可以求得反饋因子:
β1=RG1/(RG1+RF1);β2=RG2/(RG2+RF2)
其中β1是指驅(qū)動端的反饋因子,,而β2是指參考電壓端的反饋因子,。各反饋因子均可為0~1之間的任何值。電路增益的通用公式為:
G=2(1-β1)/(β1+β2)
4.2 A/D驅(qū)動器
最新的高速A/D轉(zhuǎn)換器通常都是單輸入,,同時也有差模輸入端,。因此,A/D轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動器應(yīng)該具備將單輸入信號轉(zhuǎn)換成差模信號的功能,,并且能夠平移共模輸出電壓電平,,而且應(yīng)該是低失真低噪聲的。對于這樣的A/D轉(zhuǎn)換器,,采用AD8132來驅(qū)動是最適合的,。圖3是采用AD813210來驅(qū)動10位 40MSPS的A/D轉(zhuǎn)換器AD9203的驅(qū)動電路。
圖3中,,AD8132和AD9203均由3V單電源驅(qū)動,。AD8132以1VP-P的信號作為輸入信號,采用分壓器可將VOCM的電壓值調(diào)在電壓中點(diǎn),。因此,,VOUT,dm得到的亦為電壓中點(diǎn)值,,這正好在AD9203的共模輸出范圍內(nèi),。在A/D和驅(qū)動器之間是一個單級差動濾波器,利用它可濾去部分噪聲,。每個A/D輸入端均由0.5VP-P的直流信號(范圍為1.25V~1.75V)驅(qū)動,。
4.3 平衡電纜驅(qū)動器
當(dāng)驅(qū)動雙絞纜時,通常要設(shè)計(jì)為傳輸差模信號,,這是因?yàn)閭鬏斁€通常都用平衡絞纜,,所以,使用差模信號傳輸可以使信號在線路中的衰減達(dá)到最小,。
感應(yīng)電場通常都被限制在兩根絞纜圍成的區(qū)域里,,一般不會發(fā)生輻射。電纜中的電流引起的磁場則有可能帶來輻射,,但是絞纜又常??梢韵拗齐姶泡椛涞拇笮 R?yàn)橄噜彽慕g纜具有相反的磁場極性,。若兩根絞纜絞合的足夠緊密,,這些小磁場環(huán)路將會包含絕大部分的磁通量,因此,遠(yuǎn)磁場的效應(yīng)可以忽略,。
差模信號的任何不平衡現(xiàn)象都會以共模信號的形式作用于電纜,,這就等同于以共模信號驅(qū)動單根電纜。這時,,電纜就等同于一根天線,。因此,為了盡量減少輻射,,在以差模信號作用于絞纜時,,差模信號必須得到很好的匹配。AD8132的共模反饋回路有助于使輸出端的共模電壓最小化,,因此,,可用作平衡差模線路的驅(qū)動器。圖4是一個使用AD830作為單位增益的差模信號接受器,,可用來驅(qū)動10米長的cat5電纜,。
4.4發(fā)送均衡器
只要是導(dǎo)線,不論長短,,都會對其所攜帶的信息有所衰減,,尤其是高頻信號。一種補(bǔ)償方法是使用一個平衡補(bǔ)償電路在發(fā)送電路中激發(fā)高頻信號,,以減弱信號在電纜的終極接受端的衰減,。在更高的頻率下,降低反饋網(wǎng)絡(luò)中RG的阻抗值可以提高電路的高頻增益,,圖5是一種增益為2的發(fā)送線路驅(qū)動器的頻率上拉電路,。其中RG采用10pF的電容分流。
4.5低通差動濾波器
AD8132可應(yīng)用于各種不同類型的有源濾波網(wǎng)絡(luò),。它們擁有單輸入端和差模輸出端,,在驅(qū)動差動A/D轉(zhuǎn)換器時有去假頻的功能。圖6為一個低通多反饋濾波器的框圖,,其工作部分包括兩級濾波,,在輸出端又有一個附加濾波網(wǎng)絡(luò),其通帶頻率高達(dá)1MHz,。
4.6高共模輸出阻抗放大器
改變VOCM的線路連接,,可提高共模輸出阻抗。在圖7所示電路中,,VOCM由分壓器驅(qū)動,,這樣可調(diào)整共模輸出電壓;此時,,10m長的cat5絞纜接收端的信號為電壓中點(diǎn)值。所有由噪聲引起的共模信號將會出現(xiàn)在發(fā)送端,也必須在發(fā)送端被吸收掉,。因此,,要求發(fā)送器具有足夠的共模輸出范圍,以完全吸收掉電纜中所產(chǎn)生的共模信號,。這就是人們有時所說的電路“變壓器效應(yīng)”,。但該電路與發(fā)送器的主要區(qū)別是AD8132同時也傳輸直流信號,而發(fā)送器則不會傳輸直流信號,。