概述
ADL5331是一款高性能、電壓控制可變?cè)鲆?a href="http://www.asorrir.com/tags/放大器/" target="_blank">放大器/衰減器，適合頻率最高為1.2 GHz的應(yīng)用。信號(hào)路徑的平衡結(jié)構(gòu)可以使信號(hào)擺幅達(dá)到較大，并消除共模噪聲，將失真降至較低，同時(shí)也能降低在低增益和高頻率條件下寄生耦合引起的寄生前饋風(fēng)險(xiǎn)。

50 Ω差分輸入系統(tǒng)將施加于INHI和INLO的差分電壓轉(zhuǎn)換為一對(duì)具有高線性度和良好共模抑制的差分電流。然后，信號(hào)電流施加于一個(gè)專有電壓控制衰減器，在線性dB接口的控制下精確定義整體增益。GAIN引腳接受0 V（最小增益）至1.4 V（全增益）的電壓，在大部分范圍內(nèi)比例因子為40 mV/dB。

高精度寬帶衰減器的輸出施加于差分互阻輸出級(jí)。該輸出級(jí)在OPHI和OPLO上提供差分輸出，必須利用射頻扼流圈或中心抽頭巴倫將其拉高至電源電壓。

ADL5331的功耗為240 mA（包括輸出引腳），采用4.75 V至5.25 V單電源供電。通過將邏輯低輸入施加于ENBL引腳，可以啟動(dòng)省電功能。省電模式下的功耗為250 μA。

ADL5331采用Analog Devices, Inc.（簡(jiǎn)稱ADI）專有高性能、互補(bǔ)雙極性IC工藝制造，提供24引腳(4 mm × 4 mm)、LFCSP_VQ無鉛封裝，額定工作溫度范圍為?40°C至+85°C。同時(shí)提供評(píng)估板。
數(shù)據(jù)表：*附件：ADL5331 1MHz至1.2GHz VGA，30dB增益控制范圍技術(shù)手冊(cè).pdf

應(yīng)用

• RF和IF發(fā)射與接收功率控制
• 有線電視分配

特性

• 電壓控制放大器/衰減器
• 工作頻率：1 MHz至1.2 GHz
• 針對(duì)輸出功率控制進(jìn)行優(yōu)化
• 高線性度OIP3：47 dBm (100 MHz)
• 輸出本底噪聲：?149 dBm/Hz（最大增益）
• 輸入阻抗：50 Ω
• 輸出阻抗：20 Ω
• 寬增益控制范圍：30 dB
• 線性dB增益控制功能：40 mV/dB
• 單電源電壓：4.75 V至5.25 V

框圖

引腳配置描述

典型性能特征

操作理論

ADL5331是一款高性能壓控可變?cè)鲆娣糯笃?/u>/衰減器，適用于頻率高達(dá)1.2GHz的應(yīng)用。

該器件旨在用作輸出可變?cè)鲆娣糯笃鳎∣VGA），用于在輸入電平相當(dāng)恒定的應(yīng)用中調(diào)整輸出信號(hào)幅度。OVGA的一個(gè)缺點(diǎn)是，輸出指標(biāo)（如輸出三階截點(diǎn)OIP3和1dB壓縮點(diǎn)OP1dB）會(huì)隨著增益降低而減小。

整個(gè)器件的信號(hào)路徑采用全差分設(shè)計(jì)，以發(fā)揮差分信號(hào)傳輸?shù)某Ｒ妰?yōu)勢(shì)，包括減少輻射、降低寄生反饋，以及降低對(duì)與其他電路共模干擾的敏感度。圖14展示了ADL5331的簡(jiǎn)化原理圖。

通過無源和有源（基于反饋）端接技術(shù)的組合，可實(shí)現(xiàn)50Ω的受控輸入阻抗。需注意，跨導(dǎo)（Gm）級(jí)的輸入在內(nèi)部有直流偏置，通常在輸入端口需要隔直電容，以免影響放大器的工作。

Gm級(jí)產(chǎn)生的電流隨后以精心控制的方式注入平衡梯形衰減器中，注入?yún)^(qū)域的位置取決于施加的增益控制電壓。通過專有方式控制電流注入梯形衰減器的流向，以實(shí)現(xiàn)dB線性增益控制和低失真。

通過在增益控制引腳施加0V直流至1.4V直流的電壓來實(shí)現(xiàn)dB線性增益控制，電壓最高時(shí)增益最大。

輸出端采用一個(gè)固定增益的跨阻放大器（TZA）來提供增益，并緩沖梯形衰減器的負(fù)載阻抗。TZA采用負(fù)反饋來改善線性度，并提供受控的50Ω差分輸出阻抗。輸出級(jí)由輸出電平檢測(cè)器提供偏置，當(dāng)信號(hào)電平高于閾值時(shí)，該檢測(cè)器為輸出級(jí)提供偏置。

ADL5331的輸出需要外部直流偏置至正電源電壓。這種偏置通常通過外部電感提供。輸出信號(hào)最好以差分方式采集，以避免常見的模式噪聲；如有必要，也可從任一輸出端單端采集。

輸出阻抗為20Ω差分阻抗，可驅(qū)動(dòng)從小于20Ω到大于75Ω的各種阻抗。如果需要，可通過一個(gè)焊盤將輸出阻抗匹配到所需水平。

如果僅使用一個(gè)輸出端，仍需為未使用的輸出引腳提供偏置，并且建議在未使用的輸出端設(shè)置一個(gè)合理的等效負(fù)載，例如50Ω。在幾乎所有情況下，都需要在輸出信號(hào)路徑中使用隔直電容。

在高增益設(shè)置下，噪聲本底由輸入級(jí)決定，此時(shí)器件的噪聲系數(shù)（NF）基本與增益設(shè)置無關(guān)。在低于某個(gè)特定增益設(shè)置時(shí)，衰減器引入的輸入等效噪聲會(huì)超過輸出級(jí)噪聲。因此，在增益低于臨界值時(shí)，器件的整體噪聲系數(shù)會(huì)以dB為單位變差，因?yàn)樵鲆娼档土恕?/p>

應(yīng)用信息

基本連接

圖15展示了ADL5331的基本工作連接方式。需有兩個(gè)正電源，即VPS1和VPS2，它們必須連接到相同電位。將COM1和COM2（公共引腳）連接到低阻抗接地層。在VPS1和VPS2之間施加4.75V至5.25V的電源電壓。在每個(gè)電源引腳附近連接100pF和0.1μF的電源去耦電容。由于VPS2引腳（引腳13和引腳18至引腳22）彼此靠近，它們可共用一對(duì)去耦電容。

ADL5331的輸出OPHI和OPLO為開路集電極，需要通過120nH射頻扼流圈上拉至正電源。交流耦合電容和射頻扼流圈體現(xiàn)了低頻下的工作限制原理。例如，要工作到1MHz，需使用0.1μF交流耦合電容和1.5μH射頻扼流圈。需注意，在某些情況下，使用大得多的電感值會(huì)導(dǎo)致振蕩。

由于實(shí)際輸出偏置為正電源，因此在ADL5331輸出與系統(tǒng)中下一階段之間需要交流耦合電容（最好為100pF ）。同樣，INHI和INLO輸入需要偏置在比地電位高約3.3V的電壓上。

每個(gè)單獨(dú)的射頻輸入/輸出引腳的標(biāo)稱輸入和輸出阻抗為25Ω。因此，差分阻抗為50Ω。

要使ADL5331工作，ENBL引腳必須拉高。將ENBL拉低會(huì)使ADL5331進(jìn)入睡眠模式，在室溫下將電流消耗降至250μA。使能器件時(shí)，ENBL引腳的電壓應(yīng)至少為1.7V。在最大增益時(shí)，器件在低增益下的電流消耗為100mA，在高增益下為215mA。

ADL5331主要為差分信號(hào)設(shè)計(jì)；不過，也有幾種配置可用于實(shí)現(xiàn)ADL5331的單端接口。圖16和圖17展示了差分轉(zhuǎn)單端接口的兩種配置選項(xiàng)。每種配置都在輸入/輸出端使用交流耦合電容，在輸出端使用射頻扼流圈。

圖16展示了使用變壓器巴倫實(shí)現(xiàn)輸入和輸出的差分平衡。建議使用輸入和輸出巴倫以實(shí)現(xiàn)ADL5331的最佳性能。巴倫完成后，需進(jìn)行1:1阻抗匹配。使用M/A - COM ETC1 - 13傳輸線變壓器巴倫可實(shí)現(xiàn)寬帶接口；不過，對(duì)于要求在較窄帶寬內(nèi)插入損耗更低的應(yīng)用，可使用窄帶巴倫。