AD8307型對數放大器及其應用

摘要：AD8307是一款基于連續壓縮技術的完全單片500 MHz解調對數放大器，該對數放大器提供92 dB的動態范圍，即使在高達100 MHz的頻率下仍能提供誤差為±l dB的88 dB動態范圍。AD8307輸出電壓斜率為25 mV／dB(截止點為-84 dBm)。介紹AD8307的基本結構、功能特性及其在超聲波回波接收電路中的應用以及相應抗干擾措施。
關鍵詞：對數放大器；AD8307；解調；25 mV／dB；超聲波回波

信號處理領域中，一些信號具有寬泛的動態范圍，比如雷達、聲納等系統中，需處理的信號動態范圍達到120 dB以上：超聲波回波接收器前端電壓也可從“μV”級到“V”級。而寬泛的動態范同往往給應用設計帶來諸多問題。實際應用設計都會對所處理信號進行非線性壓縮，而大多采用對數放大器實現非線性壓縮。該放大器可使輸出信號和輸入信號的包絡成對數比例，并對信號動態范圍的壓縮無需像AGC系統耶樣提取輸入信號的電平來控制增益，其增益與信號大小成反比，可廣泛應用于通信、雷達、超聲、電子對抗等領域。這里給出AD8307型對數放大器及其應用。

1 對數放大器AD8307簡介
對數放大器的主要功能是計算某個輸入信號包絡的對數。AD8307是8引腳SOIC_N封裝的，基于連續壓縮技術的完全單片500 MHz解調對數放大器。該對數放大器能夠提供92 dB的動態范圍，即使在高達100 MHz的頻率下仍能提供88 dB動態范圍，其誤差為±1 dB，而且電路中無需實質意義的外部元件。AD8307采用2．7～5．5 V、7．5 mA的單電源供電，低功耗，3 V時功耗儀為22．5 mW。

圖l為AD8307的內部功能原理框圖，該器件主要由6個放大限幅級組成，每級具有14．3 dB的增益和900 MHz的小信號帶寬，總增益量86 dB，-3 dB帶寬為500 MHz。整個動態范圍由6個放大限幅級及與其相連的gm型全波檢波器和置于無源衰減器14．3 dB抽頭的3個頂端檢測器共同實現。其偏置由兩基準提供，一個基準確定增益，另一基準是帶隙電路，決定對數斜率和電源及溫度變化的穩定性。AD8307通過具有CMOS電平兼容的ENB引腳實現使能和禁止。AD8307的第1放大級具有極低的電壓噪聲頻譜密度。
對9個檢波器輸m的差分電流求和，然后在輸出級轉換為單端方式輸出。對數輸出電壓由該電流流經片內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。此電壓未經任何緩沖，允許用于各種特定的輸出接口。校正最后一級檢波器處的對數截止點的溫度穩定性，這樣在整個電壓輸出范圍均可工作穩定。截止點采用引腳INT調節，可對輸出電流分流或補償一小電流。