AD8051/AD805/AD8054电压反馈放大器的中文资料

　　特征
　　*5V高速快速沉降
　　*110兆赫，-3分贝带宽（G=+1）（AD8051/AD8052）
　　*150兆赫，-3分贝带宽（G=+1）（AD8054）
　　*145v/μs转换率
　　*50 ns沉降时间至0.1%
　　*单电源操作
　　*输出在任一轨道的25 mV范围内
　　*输入电压范围：0.2 V至+4 V；VS=5 V
　　*视频规格（G=+2）
　　*0.1dB增益平坦度：20MHz；RL=150Ω
　　*差分增益/相位：0.03%/0.03°
　　*低失真-80 dBc总谐波@1 MHz，RL=100Ω
　　*卓越的负载驱动能力
　　*驱动45毫安，0.5伏电源轨（AD8051/AD8052）
　　*驱动50 pF电容负载（G=+1）（AD8051/AD8052）
　　*低功耗：2.75毫安/放大器（AD8054）
　　*低功耗：4.4毫安/放大器（AD8051/AD8052）
　　应用
　　*有源滤波器
　　*模拟到数字驱动器
　　*时钟缓冲器
　　*消费者视频
　　*专业摄像机
　　*CCD成像系统
　　*CD/DVD光盘
　　一般说明
　　AD8051（单）、AD8052（双）和AD8054（四）是低成本、高速、电压反馈放大器。放大器在低电源电流下工作在+3 V、+5 V或±5 V电源上。它们具有真正的单电源能力，输入电压范围在负轨以下200毫伏，正轨1伏以内。
　　尽管成本较低，但AD8051/AD8052/AD8054具有优异的整体性能和多功能性。输出电压在每条轨道的25毫伏范围内波动，提供最大的输出动态范围和出色的超速恢复。
　　AD8051/AD8052/AD8054非常适合于视频电子设备、摄像机、视频切换器或任何高速便携式设备。低失真和快速沉降使它们成为有源滤波器应用的理想选择。
　　8-引线SOIC中的AD8051/AD8052、MSOP中的AD8052、14-引线SOIC中的AD8054和14-引线TSSOP封装可在-40°C到+125°C的扩展温度范围内使用。
　　
　　热阻
　　本规范适用于自由空气中的装置。
　　
　　最大功耗
　　AD8051/AD8052/AD8054可安全耗散的最大功率受结温升高的限制。塑料封装器件的最高安全连接温度由塑料的玻璃化转变温度（约150°C）决定。暂时超过此限值可能会由于封装对模具施加的应力的变化而导致参数性能的变化。长时间超过175°C的结温会导致设备故障。
　　虽然AD8051/AD8052/AD8054具有内部短路保护，但这不足以保证在所有条件下都不会超过最高结温（150°C）。为确保正常运行，必须观察最大功率降额曲线。
　　
　　典型性能特征
　　
　　操作理论
　　电路说明
　　AD8051/AD8052/AD8054是在模拟机上制作的Devices，Inc.专有的超快互补双极（XFCB）工艺，可在2ghz至4ghz区域构建具有类似fTs的PNP和NPN晶体管。该过程是绝缘的，以消除由结隔离引起的寄生和锁存问题。这些特点允许建设高频，低失真放大器与低电源电流。这种设计使用差分输出输入级来最大化带宽和净空（见图40）。第一级输出（节点SIP，SIN）所需的较小的信号摆幅减少了由于结电容引起的非线性电流的影响，提高了失真性能。这种设计在单个5V电源上实现了-80 dBc@1 MHz到100Ω的谐波失真，V=2V p-p（增益=+1）。
　　该装置的输入可以处理负轨以下-0.2 V到正轨1 V范围内的电压。超过这些值不会导致相位反转；但是，如果输入电压超过轨道超过0.5 V，则输入ESD设备开始导通。在这种过驱动条件下，输出保持在轨道上。
　　AD8051/AD8052/AD8054的轨对轨输出范围由互补公共发射器输出级提供。高输出驱动能力是通过将所有输出级的前置电流直接注入输出装置Q8和Q36的底座来实现的。Q8和Q36的偏置由I8和I5以及共模反馈回路（未显示）完成。此电路拓扑结构允许AD8051/AD8052驱动45毫安的输出电流，并允许AD8054驱动30毫安的输出电流，输出电压在供电轨的0.5伏范围内。
　　
　　应用程序信息
　　超速恢复
　　当超过输出和/或输入范围时，放大器发生过驱动。放大器必须从这种超速状态中恢复。如图41所示，AD8051/AD8052/AD8054在负超速60 ns内恢复，在正超速45 ns内恢复。
　　
　　驱动电容性负载
　　假设AD8051/AD8052在+1的闭环增益下，+V=5V，负载为2kΩ，与50pF并联。图42和图43分别显示了它们对小信号激励的频域和时域响应。AD8051/AD8052/AD8054的容性负载驱动可以通过增加一个与负载串联的低值电阻来实现。图44和图45显示了一个串联电阻对可变电压增益的电容驱动的影响。随着闭环增益的增加，较大的相位裕度允许更大的电容负载和较少的峰值。增加一个具有较低闭环增益的串联电阻也能达到同样的效果。对于大电容负载，放大器的频率响应主要由串联电阻的衰减和负载电容决定。
　　
　　布局注意事项
　　AD8051/AD8052/AD8054的指定高速性能要求仔细注意电路板布局和元件选择。适当的射频设计技术和低寄生成分的选择是必要的。
　　PCB应具有一个接地平面，覆盖电路板组件侧的所有未使用部分，以提供低阻抗路径。接地平面应远离输入引脚附近的区域，以减少寄生电容。
　　应使用片式电容器进行电源旁路。一端应连接到接地平面，另一端应在每个电源插脚的3 mm范围内。另外一个大的（4.7μF到10μF）钽电解电容器应并联，但不一定要如此接近，以便在输出端为快速、大信号变化提供电流。
　　反馈电阻应靠近反向输入引脚，以将该节点的寄生电容保持在最小值。在逆变输入端寄生电容小于1pf会显著影响高速性能。
　　对于长信号道（大于约25 mm），应采用带状线设计技术。这些应设计为50Ω或75Ω的特性阻抗，并在每端正确端接。
　　有源滤波器
　　更高频率的有源滤波器需要更宽的带宽运放才能有效工作。低频运算放大器产生的过大相移会显著影响有源滤波器的性能。
　　图46显示了使用AD8054的三个运算放大器的2 MHz双四带宽滤波器的示例。这种电路有时被用于医学超声系统中，在模数转换之前降低模拟信号的噪声带宽。
　　请注意，未使用的放大器输入端应与接地连接。
　　
　　电路的频率响应如图47所示。
　　
　　模拟-数字和数字-模拟应用
　　图50是一个示意图，显示AD8051用作AD9201、10位、20 MSPS、双模数转换器的驱动器。这个转换器是用来转换通信系统中的I和Q信号的。在这个应用程序中，只有I通道被驱动。通过应用逻辑高选择（引脚13）来启用I通道。
　　AD8051从双电源运行，配置为增益+2。输入信号以50Ω终止，输出为2V p-p，这是AD9201的最大输入范围。22Ω串联电阻限制了最大电流，有助于降低ADC的失真。
　　AD9201对每个信道都有差分输入。这些被指定为A和B输入。每个通道的B输入连接到VREF（引脚22），VREF提供2.5v的正参考电压。每个B输入都有一个小的低通滤波器，也有助于减少失真。
　　运放的输出通过两个并联电容器交流耦合到INA-I（Pin 16），以提供良好的高频和低频耦合。1kΩ电阻将信号引用到施加到INB-I的VREF。因此，相对于施加到INB-I的偏置电压，INA-I同时摆动正负。
　　在采样时钟为20毫秒/秒的情况下，用数字分析仪分析了模拟到数字的输出。使用了两个输入频率：1兆赫和9.5兆赫，这两个频率刚好低于奈奎斯特频率。这些信号被很好地过滤以最小化任何谐波。
　　图48显示了1 MHz模拟输入情况下ADC的FFT响应。SFDR为71.66db，模拟数字产生8.8enob（有效比特数）。当模拟频率提高到9.5mhz时，SFDR降低到-60.18db，ADC以8.46enobs工作，如图49所示。在电路中包含AD8051并没有恶化AD9201的失真性能。
　　
　　同步剥离器
　　同步脉冲有时被携带在视频信号上，以便不需要单独的信道来携带同步信息。然而，对于一些功能，例如模拟到数字转换，在视频信号上具有同步脉冲是不可取的。这些脉冲减小了视频信号的动态范围，并且没有为这样的功能提供任何有用的信息。
　　同步剥离器在传递所有有用的视频信息的同时，从视频信号中移除同步脉冲。图51显示了仅使用单个AD8051的实用单电源电路。它能够直接驱动反向终止的视频线。
　　
　　视频信号加同步应用于非垂直输入，并有适当的终端。放大器增益通过反馈电路中的两个1 kΩ电阻器设置为2。必须对R1施加偏置电压，以使输入信号的同步脉冲在适当的电平上被剥离。
　　输入视频脉冲的消隐电平是去除同步信息的理想位置。这个电平乘以放大器的2。此级别必须位于输出端的地面，才能执行同步剥离操作。由于放大器从R1的输入到输出的增益为-1，因此必须施加等于2×V的电压，以使消隐电平在地面出来。空白
　　单电源复合视频线路驱动器
　　许多复合视频信号在地面具有消隐水平，并且具有正负两方面的视频信息。这种信号需要双电源放大器才能通过。然而，通过交流电平移位，可以使用单个电源放大器来传递这些信号。这些技术可能导致以下并发症。
　　在占空比变化的有界峰-峰幅度信号在交流耦合后需要比其（有界）峰-峰幅度更大的动态摆幅能力。最坏的情况是，动态信号摆幅将接近峰值峰值的两倍。定义最大动态摆幅要求的两个条件是一个信号，该信号通常较低，但占空比较高，占空比仅为百分之一的一小部分，另一个极端由相反的条件定义。
　　复合视频最糟糕的情况并不是要求这么高。一个边界条件是，对于整个帧而言，信号大部分为黑色，但在帧中至少有一次具有白色（全振幅）最小宽度尖峰。
　　另一个极端是全白***信号。这种信号的消隐间隔和同步提示具有符合复合视频规范的负向漂移。水平和垂直消隐间隔的组合将这种信号限制为在大约75%的时间内处于最高（白色）水平。
　　由于上述两个极端之间的占空比，1v p-p复合视频信号乘以增益2需要在输出端动态电压摆动约3.2v p-p，以便运算放大器在不失真的情况下通过任意变化占空比的复合视频信号。
　　一些电路使用同步尖端钳位器将同步尖端保持在相对恒定的水平，以降低所需的动态信号摆动量。然而，这些电路可能有伪影，例如同步尖端压缩，除非它们是由输出阻抗非常低的源驱动的。AD8051/AD8052/AD8054在单5V电源上运行时具有足够的信号摆动，以处理交流耦合的复合视频信号。
　　图52中电路的输入是一个标准的复合（1v p-p）视频信号，其在地上具有消隐电平。输入网络电平通过交流耦合移动视频信号。运算放大器的非垂直输入偏压为电源电压的一半。
　　反馈电路为输入的直流偏置提供单位增益，并且为视频带宽中的任何信号提供2的增益。输出端是交流耦合的，用来驱动线路。
　　选择电容值以提供视频信号的最小倾斜或场时间失真。这些值对于视为工作室或广播质量的视频是必需的。然而，如果仅期望较低的视频（有时称为消费视频）的消费级，则电容器的值和成本可以降低多达五倍，并且图像中的可见退化最小。
　　
　　外形尺寸