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知识点:如何扩展 ADL5513 放大器的动态范围?

2025/10/23 11:26:32
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ADL5513是一款解调对数放大器,能够精确地将射频(RF)输入信号转换为相应的分贝标度输出。ADL5513在级联放大器链路采用渐进压缩技术,链路每一级都配备一个检波器单元。ADL5513可用于测量或控制器模式。对于高于4 GHz的信号,ADL5513能保持精确的对数一致性。输入动态范围的典型值为80 dB (阻抗: 50 Ω),误差小于±3 dB。

如何扩展 ADL5513 的动态范围?

ADL5513 的动态范围可以通过添加一个独立的 VGA(可变增益放大器) 来扩展,该 VGA 的增益控制输入直接来自 VOUT。这样可以利用 VGA 的增益控制范围来扩展整体动态范围。为了保持整体测量的线性,VGA 必须提供 线性分贝(linear-in-dB,指数)增益控制功能。也就是说,VGA 的增益必须随着其增益偏置电压的增加而减小,且变化方式应与 ADL5513 一致。或者,也可以使用一个带有适当电平移位的反相运算放大器。

选择一款只需 单 5.0V 供电、并能提供 单端输出 的 VGA 会比较方便。AD8368 满足所有这些条件。

知识点:如何扩展 ADL5513 放大器的动态范围?

图 46 显示了相关电路图。通过使用 AD8368 的 反向增益模式(MODE 引脚接地),其增益将以每分贝 37.5 mV 的斜率下降,在增益控制电压(VGAIN)为 1.0 V 时,最小增益为 -12 dB。

AD8368 所需的 VGAIN 电压是 ADL5513 输出电压的 50%。为了实现这个比例,需要在 ADL5513 的输出端添加一个 电压分压器。在 ADL5513 输出电压的 1.5 V 范围内,AD8368 的增益变化为:

(0.5 × 1.5 V) ÷ (37.5 mV/dB) = 20 dB

结合 ADL5513 本身在 120 MHz 下的 75 dB 增益范围,这样在 VOUT 变化 1.5 V 的情况下,整体可实现 95 dB 的动态范围。

图 45 显示了在 120 MHz 下,扩展动态范围后的 VOUT 输出及其一致性误差数据。

知识点:如何扩展 ADL5513 放大器的动态范围?

由于 AD8368 会放大带外噪声,因此在 AD8368 与 ADL5513 之间插入了一个 带通滤波器。

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