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800 MHz、线性dB VGA， 内置AGC检波器 AD8368 功能框图
产品特性 模拟可变增益范围：−12 dB至+22 dB 3 dB带宽：800 MHz (VGAIN = 0.5 V) 集成均方根检波器 P1dB：16 dBm (140 MHz)
GAIN 1
9
11
12
22
23
13
AD8368 GAIN INTERPOLATOR
FIXED-GAIN AMPLIFIER
OUTPUT BUFFER
gm STAGES 0dB –2dB
–4dB
–36dB REF
INPT 19 ICOM 17 ICOM 18
完整中频AGC放大器
VPSO VPSI VPSI VPSI VPSI VPSI
OCOM 7
单电源供电：4.5 V至5.5 V
应用
21
OCOM 6
输入和输出阻抗：50 Ω 符合RoHS标准，24引脚LFCSP封装
10
ICOM 16
输出IP3：33 dBm (140 MHz) 最大增益时的噪声系数：9.5 dB (140 MHz)
MODE
50 Ω DECL ATTENUATOR LADDER
24 ENBL 8
OUTP
3
HPFL
4
DECL
14 DECL – 15 DECL
X2 +
ICOM 20 2
5
DETO
DETI
05907-001
线性dB调整比例：37.5 dB/V
VPSO
图1.
增益调整和校平 蜂窝基站 点对点无线电链路 RF仪器仪表
概述 AD8368是一款内置模拟线性dB增益控制功能的可变增益
通过将引脚MODE接地并使用片上均方根检波器，AD8368
放大器(VGA)，可以在低频至800 MHz频率范围内工作。由
可以配置为具有RSSI的完整自动增益控制(AGC)系统。
于采用ADI公司的X-AMP®架构，这种创新技术可实现高性
输出功率与内部默认设置电平63 mV 均方根值(−11 dBm以
能可变增益控制，因此该器件具有出色的增益范围、一致
50 Ω), 由于在DETI上可以获得非专用检波器输入，因此在
性和平坦度。
最大34 dB输入功率范围内，AGC环路可以决定AD8368输出
−12 dB至+22 dB增益范围可以按照37.5 dB/V精确调整，一致
或信号链任何点的电平。此外，将输出信号作用于检波器
性误差极小。AD8368的3 dB带宽标称值为800 MHz，其与
之前，通过减小输出信号可以提高设置电平。
增益设置无关。在140 MHz、最大增益时，OIP3为33 dBm。
AD8368采用4.5 V至5.5 V电源供电，功耗为60 mA。将引脚
输出本底噪声为−143 dBm/Hz，最大增益时的相应噪声系数
ENBL接地即可进入完全省电状态，此时功耗小于3 mA。
为9.5 dB。单端输入和输出阻抗标称值为50 Ω。
AD8368采用ADI公司的专有SiGe SOI互补双极性IC工艺
通过将引脚MODE拉至正电源电压或地电压，AD8368的增 益可分别设定为增益控制电压的增函数或减函数。当引脚
制造，这款器件采用24引脚LFCSP封装，工作温度范围为 −40°C至+85°C。若需要应用电路板也可提供。
MODE被拉至高电平时，AD8368将作为增益增加的典型 VGA工作。
Rev. B
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AD8368 目录
固定增益级和输出缓冲器 ................................................... 12
产品特性 ......................................................................................... 1
输出失调校正 ......................................................................... 12
应用.................................................................................................. 1
输入和输出阻抗..................................................................... 12
功能框图 ......................................................................................... 1 概述.................................................................................................. 1 修订历史 ......................................................................................... 2
增益控制接口 ......................................................................... 13 应用信息 ....................................................................................... 14 VGA工作原理......................................................................... 14
规格.................................................................................................. 3
AGC工作原理......................................................................... 14
绝对最大额定值............................................................................ 5 ESD警告..................................................................................... 5 引脚配置和功能描述 ................................................................... 6 典型性能参数 ................................................................................ 7
稳定性和布局考虑因素 ....................................................... 16 评估板 ........................................................................................... 17 外形尺寸 ....................................................................................... 19 订购指南.................................................................................. 19
电路描述 ....................................................................................... 12 输入衰减器和插值器............................................................ 12
修订历史 2006年4月—修订版0：初始版
2008年9月—修订版A至修订版B
增加“稳定性和布局考虑因素”部分........................................ 16 更改“评估板”部分、图40和表6 .............................................. 17 增加图41、图42、图43和图44；重新排序 .......................... 18 “外形尺寸”部分中增加裸露焊盘注释 ................................... 19 2007年10月—修订版0至修订版A
更改表1 ........................................................................................... 3 更改图4至图6 ................................................................................ 7 更改图16 ......................................................................................... 9 更改图31 ....................................................................................... 12 更新“外形尺寸”部分.................................................................. 18 更改“订购指南”部分.................................................................. 18
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AD8368 规格 除非另有说明，VS = 5 V，TA = 25 °C，系统阻抗Z0 = 50 Ω，VMODE = 5 V，RF输入 = 140 MHz。 表1. 参数
整体功能 频率范围 最大输入 最大输出1 交流输入阻抗 交流输出阻抗 增益控制接口(GAIN) 增益范围 增益调整 增益精度 最大增益 最小增益 VGAIN范围 增益步进响应 增益输入偏置电流 f = 70 MHz 噪声系数 输出IP3 输出P1dB1 f = 140 MHz 噪声系数 输出IP3 输出P1dB1 f = 240 MHz 噪声系数 输出IP3 输出P1dB1 f = 380 MHz 噪声系数 输出IP3 输出P1dB1 1
最小值 典型值 最大值 单位
条件
LF
3 dB带宽 避免输入过载 避免箝位 从INPT到ICOM 从OUTP到OCOM
800 3 2 50 50 34 37.5 −38 ±0.4 22 −12
0
1 100 −2
MHz VP VP Ω Ω dB dB/V dB/V dB dB dB V ns µA
VMODE = 5 V，50 mV ≤ VGAIN ≤ 950 mV VMODE = 0 V，50 mV ≤ VGAIN ≤ 950 mV 100 mV ≤ VGAIN ≤ 900 mV VGAIN = 1 V VGAIN = 0 V 6 dB增益步长
9.5 34 16
dB dBm dBm
最大增益 f1 = 70 MHz，f2 = 71 MHz，VGAIN = 1 V，0 dBm/输出信号音 VGAIN = 0 V，VMODE = 0 V
9.5 33 16
dB dBm dBm
最大增益 f1 = 140 MHz，f2 = 141 MHz，VGAIN = 1 V，0 dBm/输出信号音 VGAIN = 0 V，VMODE = 0 V
9.7 33 15
dB dBm dBm
最大增益 f1 = 240 MHz，f2 = 241 MHz，VGAIN = 1 V，0 dBm/输出信号音 VGAIN = 0 V，VMODE = 0 V
10 29 13
dB dBm dBm
最大增益 f1 = 380 MHz，f2 = 381 MHz，VGAIN = 1 V，0 dBm/输出信号音 VGAIN = 0 V，VMODE = 0 V
由于存在不利的失真成分，建议不要在压缩时工作。
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AD8368 除非另有说明，VS = 5 V，TA = 25 °C，系统阻抗Z0 = 50 Ω，VMODE = 5 V，RF输入 = 140 MHz。 表2. 参数 平方律检波器(DETI、DETO) 输出设定点 DETI直流偏置电平到ICOM DETI阻抗 DETO输出范围1 AGC阶跃响应 模式控制接口(MODE) MODE阈值 MODE输入偏置电流 电源接口(VPSI、VPSO) 电源电压 总电源电流 禁用电流 使能接口(ENBL) 使能阈值 使能响应时间
ENBL输入偏置电流 1
最小值 典型值 最大值 单位 −11 VS/2 710 0.6 0.1 30
VS/2
3.5 50 4.5
5 60 2
5.5
dBm V Ω pF V µs
OUTP连接至DETI
−6 dB输入功率阶跃(CDETO = 1 nF)
V µA V mA mA
2.5 1.5
V µs
3
µs 150
条件
µA
参见具体内容。
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ENBL高电平 ENBL低电平
从关断-导通转换到输出达到最终值的90% 之后的时间延迟 从导通-关断转换到电源电流低于5 mA 之后的时间延迟 VENBL = 5 V
AD8368 绝对最大额定值 表3. 参数 电源接口(VPSO、VPSI) ENBL和MODE选择电压 RF输入电平 内部功耗 θJA 最高结温 工作温度范围 存储温度范围 引脚温度(焊接，60秒)
额定值 5.5 V 5.5 V 20 dBm 440 mW 52°C/W 125°C −40°C至+85°C −65°C至+150°C 300°C
注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损 坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任何其他 超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器件 能否正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响 器件的可靠性。
ESD警告 ESD(静电放电)敏感器件。 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。 尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高能 量ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当的 ESD防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。
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AD8368
VPSI
MODE
ICOM
INPT
24
VPSI
ENBL
引脚配置和功能描述 23
22
21
20
19
GAIN 1
18 ICOM
DETO 2
17 ICOM
HPFL 3
AD8368
16 ICOM
DECL 4
TOP VIEW (Not to Scale)
15 DECL
DETI 5
14 DECL
8
9
10
11
12
VPSO
VPSO
VPSI
VPSI
NOTES 1. EXPOSED PAD. CONNECT EPAD TO LOW IMPEDANCE GROUND.
05907-002
7
OUTP
13 VPSI
OCOM
OCOM 6
图2. 引脚配置
表4. 引脚功能描述 引脚编号 1 2 3
引脚名称 GAIN DETO HPFL
4, 14, 15
DECL
5 6, 7 8 9, 10
DETI OCOM OUTP VPSO
11, 12, 13, 22, 23
VPSI
16, 17, 18, 20 19 21 24
ICOM INPT MODE ENBL EPAD
说明 增益控制。 检波器输出。为AGC功能提供输出误差电流。 高通滤波器连接。接地电容设置内部输出失调控制环路的转折频率， 控制最小可用输入频率。 去耦引脚。标称值约为VS/2。可能需调节去耦电容以使AGC工作 (参见“应用信息”部分)。 检波器输入。直流电平以DECL引脚为基准。 连接OCOM至低阻抗接地。 信号输出。必须交流耦合。 正电源电压，4.5 V至5.5 V。VPSO和VPSI必须通过外部相连， 并正确旁路。 正电源电压，4.5 V至5.5 V。VPSO和VPSI必须通过外部相连， 并正确旁路。 连接ICOM至低阻抗接地。 信号输入。必须交流耦合。 增益方向控制。高电平用于正斜率。低电平用于负斜率。 对器件施加正电压(2.5 V ≤ VENBL ≤ VPSI)以将其激活。 裸露焊盘。连接裸露焊盘至低阻抗接地。
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AD8368 典型性能参数 除非另有说明，VS = 5 V，T = 25°C，系统阻抗Z0 = 50 Ω，MODE = 5 V。 25
25
4 240MHz
20
5
0
0
–1 –40°C
–5
–10
–10
05907-003
0V
100
–15
1000
–3
0
0.2
0.4
FREQUENCY (MHz)
0.6
–4 1.0
0.8
VGAIN (V)
图6. 增益和一致性误差与VGAIN 的关系(f = 240 MHz)
图3. 不同VGAIN 条件下S21与频率的关系 4
25
25
4
70MHz
380MHz
3
GAIN (dB)
1 0
5 0
–1
+25°C
–40°C
–5
–2
–10
–3
–15
0
0.2
0.4
0.6
–4 1.0
0.8
3
15
GAIN (dB)
+85°C
CONFORMANCE ERROR (dB)
2
15
20
2
+85°C
10
1
5
0
0
–1 +25°C
–40°C
–5 –10
05907-004
20
10
–2
–15
CONFORMANCE ERROR (dB)
–20 10
1
+25°C
0.25V
–15
10
05907-006
0.5V
0 –5
2 +85°C
GAIN (dB)
5
S21 (dB)
15
0.75V
10
3
CONFORMANCE ERROR (dB)
1V
15
–2 –3
0
0.2
0.4
VGAIN (V)
0.6
05907-007
20
–4 1.0
0.8
VGAIN (V)
图4. 增益和一致性误差与VGAIN 的关系(f = 70 MHz) 25
图7. 增益和一致性误差与VGAIN 的关系(f = 380 MHz) 4
0.7
140MHz 20
3
15
2
0.6
5
0
0
–1 +25°C
–40°C
–5
–2
–10
–3
–15
0
0.2
0.4
0.6
0.8
–4 1.0
VGAIN (V)
0.3 0.2
VOUTP
0.1 0 –0.1 –0.2 05907-008
1
VGAIN
0.4 AMPLITUDE (V)
10
05907-005
GAIN (dB)
+85°C
CONFORMANCE ERROR (dB)
0.5
–0.3 –0.4 –0.5
–0.4
–0.3
–0.2
–0.1
0
0.1
0.2
0.3
TIME (µs)
图8. 增益步长时域响应(6 dB增益步长)
图5. 增益和一致性误差与VGAIN 的关系(f = 140 MHz)
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0.4
0.5
AD8368 20
+85°C
+25°C –40°C
20 15 10 5 0 70
110
150
190
230
270
310
350
–40°C
8 6 4
190
230
270
310
350
380
图12. 最大增益下输出1dB压缩点与RF输入频率的 关系(VMODE = 0 V)
140MHz
380MHz
20 15 10 5
0.2
0.4
0.6
140MHz
0.8
16 14 12
380MHz
240MHz
10 8 6 4 05907-013
30
240MHz
70MHz
18
OUTPUT 1dB COMPRESSION (dBm)
35
0
150
图9. 最大增益下输出三阶交调截点与RF输入频率的 关系(VMODE = 0 V) 20
25
110
RF INPUT (MHz)
05907-010
2 0
1.0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
VGAIN (V)
VGAIN (V)
图10. 输出三阶交调截点与VGAIN 的关系(VMODE = 0 V)
图13. 输出1dB压缩点与VGAIN 的关系(VMODE = 0 V) 20 5.5V
18
OUTPUT 1dB COMPRESSION (dBm)
–10 –20 –30 –40 380MHz
240MHz
–50
–70 140MHz 0
0.2
0.4
0.6
70MHz 0.8
05907-011
–60
16 14 5.0V
12
4.5V
10 8 6 4
05907-014
OUTPUT THIRD-ORDER INTERCEPT (dBm)
10
0 70
380
0
THIRD-ORDER IMD (dBc)
12
RF INPUT (MHz)
70MHz
–80
14
2
40
0
+25°C
16
05907-012
30 25
+85°C
18
OUTPUT 1dB COMPRESSION (dBm)
35
05907-009
OUTPUT THIRD-ORDER INTERCEPT (dBm)
40
2 0 70
1.0
110
150
190
230
270
310
350
380
VGAIN (V)
RF INPUT (MHz)
图11. 三阶IMD与VGAIN 的关系 (输出功率 = 0 dBm/信号音，VMODE = 0 V)
图14. 最大增益下不同电源电压时的输出1dB压缩点 与RF输入频率的关系(VMODE = 0 V)
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AD8368 50 45
35
VGAIN = 0.75V
30 25
VGAIN = 0V
20
VGAIN = 1V
15
VGAIN = 0.25V
10
VGAIN = 0.5V
0 10
100
05907-018
05907-015
5
1000
FREQUENCY (MHz)
图15. 最大增益下噪声系数与频率的关系(VMODE = 0 V)
图18. 输入反射系数与频率的关系
50
0
45
–5 OUTPUT RETURN LOSS (dB)
35 30 25 20 15 70MHz 140MHz 240MHz 380MHz
10 5 0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
–10 –15 –20 –25 –30 –35
05907-016
NOISE FIGURE (dB)
40
VGAIN = 1V VGAIN = 0V
–40 10
1.0
100
VGAIN (V)
FREQUENCY (MHz)
图16. 噪声系数与VGAIN 的关系(VMODE = 0 V)
图19. 输出回波损耗与频率的关系
1000
0 –5
VGAIN = 0.75V –15 VGAIN = 1V VGAIN = 1V
–25 –30
VGAIN = 0.25V 100
05907-020
–40 10
VGAIN = 0V
VGAIN = 0V
–35
05907-017
INPUT RETURN LOSS (dB)
VGAIN = 0.5V –10
–20
1000
FREQUENCY (MHz)
图17. 输入回波损耗与频率的关系
图20. 输出反射系数与频率的关系
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05907-019
NOISE FIGURE (dB)
40
1.0
0.9
0.8
0.9
0.8
0.8
0.6
0.8
0.6
0.2
0.5
0
0.4 0.3
–40°C
+85°C
–0.2
+25°C
–0.4
+25°C
0.2
–0.6
0.1
–0.8 –40°C –35
+85°C –30
–25
–20
–15
–10
–5
0
5
–1.0
0.2
0.5
0 –40°C
0.4
–0.2
+25°C
0.3
–0.4
–40°C
0.2
–0.6
0.1
–0.8 +25°C
0 –40
+85°C
–35
–30
–25
–20
–15
–10
–5
0
5
–1.0
RF INPUT (dBm)
RF INPUT (dBm)
图21. RSSI (VDETO )和一致性误差与输入功率的关系(f = 70 MHz)
图24. RSSI (VDETO )和一致性误差与输入功率的关系(f = 380 MHz)
0.6
0.7
0.4
0.6
0.2
0.5
0 +25°C
+85°C
0.4
–0.2
–40°C
–0.4
–40°C
0.2
–0.6
0.1
–0.8
0 –40
+25°C –35
+85°C –30
–25
–20
–15
–10
–5
0
5
–1.0
VOUTP
05907-025
0.8
VRSSI
CH2 50mV Ω CH3 100mV Ω M20µs 500MS/s A CH1 2.0ns/PT
RF INPUT (dBm)
图22. RSSI (VDETO )和一致性误差与输入功率的关系(f = 140 MHz)
0.8
0.6
0.7
0.4
0.6
0.2
0.5
0
0.4 0.3
+25°C
+85°C
–0.2
–40°C
–0.4
–40°C
0.2
–0.6
0.1 0 –40
–0.8 +25°C –35
+85°C –30
–25
–20
–15
–10
–5
0
5
SUPPLY CURRENT (mA)
0.8
CONFORMANCE ERROR (dB)
1.0
0.9
图25. AGC时域响应(3 dB功率步长，CDETO = 1 nF)
05907-023
1.0
–1.0
410mV
RF INPUT (dBm)
80
8
70
7
60
4.5V
6
50 40
5 5.0V
5.5V
5.5V
30
4 3
5.0V
20
2
10
1 4.5V
0 –40
–20
0
20
40
60
TEMPERATURE (°C)
图23. RSSI (VDETO )和一致性误差与输入功率的关系(f = 240 MHz)
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图26. 电源电流和禁用电流与温度的关系
80
0
DISABLE CURRENT (mA)
0.8
05907-026
1.0
0.9
AMPLITUDE (V)
1.0
0.3
RSSI (V)
0.4
0.6
CONFORMANCE ERROR (dB)
RSSI (V)
0 –40
0.7
RSSI (V)
0.4
05907-021
0.7
0.6 +85°C
CONFORMANCE ERROR (dB)
1.0
05907-024
1.0
CONFORMANCE ERROR (dB)
1.0
05907-022
RSSI (V)
AD8368
AD8368 50
VENBL
PERCENTAGE (%)
AMPLITUDE (V)
40
VOUTP
30
20
CH2 500mV Ω CH3 5V Ω M2.0µs 250MS/s 4.0ns/PT
A CH3
0
0.0V
30
20
10 05907-028
PERCENTAGE (%)
40
37.2
37.4
37.6
–14.7
–14.4
–14.1
–13.8
图29. 增益截点分布(140 MHz)
50
37.0
–15.0
INTERCEPT (dB)
图27. ENBL响应时间
0 36.8
05907-029
05907-027
10
37.8
38.0
38.2
SLOPE (dB/V)
图28. 增益调节分布(140 MHz)
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–13.5
AD8368 噪声特性 AD8368是单端VGA，带宽为800 MHz，34 dB增益控制范围
输出失调校正
为−12 dB至+22 dB。它集成了一个无使用约束的平方律检
输入端INPT的直流电平由内部基准电压源驱动至VS/2。
波器，可用来在VGA周围形成一个紧凑的AGC环路。采用
DECL引脚提供基准电压源，可用来实现C DECL 的外部耦
ADI专利的X-AMP架构，则AD8368可实现精确的线性dB
合。输出端OUTP的直流电平通过与增益设置、温度和工
增益控制，具有出色的线性度(OIP3)和噪声系数(NF)。该
艺无关的失调校正环路调整至相同的中间电源电压基准。
器件还集成50 Ω输入和输出阻抗，以方便使用。
此环路的低通响应可在信号路径传递函数上创建一个高通
主信号路径如图30所示，由可变输入衰减器后接一个固定
转折频率，通过选择CDECL和CHPFL可进行设置。
增益放大器和输出缓冲器组成。此架构可实现恒定的OIP3
FIXED-GAIN OUTPUT AMPLIFIER BUFFER
和输出噪底与增益设置的函数关系。因此，每降低1 dB增
FROM INTERPOLATOR gm STAGES
益，NF和IIP3便增加1 dB，从而器件在增益设置范围内具
VOUT
有恒定的动态范围。
gm
GAIN
GAIN INTERPOLATOR
FIXED-GAIN OUTPUT AMPLIFIER BUFFER
gm STAGES 0dB –2dB
–4dB
DECL
CHPFL
CDECL
图31. 输出对中控制环路
VOUT
选择的输入和输出耦合电容应能在相对于50 Ω的目标频率
–36dB
INPT
下提供低阻抗，以便不影响高通转折频率。此种情况下， 05907-033
50Ω DECL ATTENUATOR LADDER
HPFL
VMID
05907-034
×1
MODE
高通转折频率可通过CHPFL或CDECL设置，并在失调校正环路 的反馈路径上形成独立极点。高通转折频率由这些极点中
图30. 简化功能框图
的最大值决定，计算如下：
输入衰减器和插值器 输入衰减器采用18级电阻梯构建，可在每个连续抽头点 上提供2 dB衰减。电阻梯充当线性输入衰减器，并且还可提 供精确的50 Ω输入阻抗。可变跨导(g m)级用来沿电阻梯从 适当的抽头点选择衰减信号，并将此信号输入固定增益放 大器。若要利用离散抽头点实现连续增益控制功能，通过 仔细控制可变gm级，增益插值器可创建相邻抽头点信号的 加权和。
fHP , HPFL (kHz) =
0.8 (0.005 + CHPFL)
fHP , DECL (kHz) =
5700 (0.005 + CDECL)
其中，CHPFL和CDECL的单位为nF。 使用这种方法来设置高通频率时，应调节其他电容值，以 使其极点频率至少低30倍。另外，还需注意，C DECL表示
固定增益级和输出缓冲器 不同抽头点的加权求和馈入固定增益级，驱动输出缓冲
DECL引脚上的总耦合电容。
器。作为无源端接，由于阻性输入衰减器是线性的，且产
输入和输出阻抗
生的噪声极少，因而与增益成函数关系的动态范围主要由
AD8368提供单端宽带50 Ω输入和输出阻抗。每一款器件、
固定增益放大器的噪声和失真决定。此架构在不同增益设
整个频率范围内以及每一种增益设置下，都能够保持出色
置下表现出了恒定的OIP3和输出噪底，而在IIP3和NF中，
的50 Ω匹配。输入和输出引脚必须外部交流耦合，防止破
随着增益下降，dB逐级上升。输出缓冲器增益为6 dB，提供
坏内部直流电平。应使用足够大的耦合电容，使得其阻抗
宽带50 Ω单端输出阻抗。
相对于50 Ω(输入端的电阻梯以及输出端的输出缓冲器引起) 而言可以忽略。
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AD8368 4
增益控制接口
25
AD8368集成线性dB增益控制接口，可在增益上升模式或
20
3
增益下降模式下工作。在拉高MODE引脚的增益上升模式
15
2
两种工作模式下，随着VGAIN从100 mV变化到900 mV，增益控
10 GAIN (dB)
的增益下降模式下，增益随着增益电压的上升而下降。在
0
或−38 dB/V(具体取决于所选模式)。若要在VGA周围采用板
–5
ERROR_H
–15
–1 –2
–10
拉高/拉低MODE后的增益函数分别如下所示：
1 0
5
制斜率可在温度、电源和工艺变化范围内保持在+37.5 dB/V 载检波器组成AGC环路，必须拉低MODE引脚。
ERROR_L
GAIN_L 0
0.2
0.4
0.6
0.8
–3 –4 1.0
05907-035
下，增益随着增益电压的上升而增加。在拉低MODE引脚
CONFORMANCE ERROR (dB)
GAIN_H
VGAIN (V)
图32. 增益和一致性误差与VGAIN 的关系
如图32所示，增益函数可以是VGAIN的增函数或减函数，具 体取决于MODE引脚。 其中，VGAIN以V表示。
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AD8368 应用信息 VGA工作原理
DECL引脚为AD8368提供内部中间电源直流基准电压。它
AD8368是一款通用VGA，适合各种必须在宽范围频率内
应当通过低ESR的大电容适当去耦至地。连接HPFL引脚和
提供精确、连续、线性dB增益控制的应用。相比其他可变
DECL引脚的电容用来控制输出失调校正环路的低通转折
增益技术(最早可追溯到X-AMP架构)，它在温度和电源范
频率。最终得到的高通转折频率与它们的数值成反比。
围内是稳定的。带宽为800 MHz时，可通过正确选择CHPFL和
AGC工作原理
CDECL扩展其低频范围。
AD8368可通过板载rms检波器配置为独立AGC放大器，如
在VGA模式下使用AD8368，其典型连接如图33所示。
图34所示。检波器输出端DETO输出误差电流，表示检测
AD8368的输入(INPT)和输出(OUTP)应外部交流耦合，防
信号的均方根(rms)与63 mV内部基准电压均方根的平方差。
止破坏芯片上的直流电平。因此，应当使用数值足够大的
该误差电流为CDETO所固有；此电容连接GAIN引脚，形成
耦合电容，以便使目标频率下的电容串联阻抗可以达到忽
AGC环路。
略不计的程度。
63 mV rms基准电压相当于178 mV p-p正弦波，但会保持检 波器精度以适应更复杂的信号，比如高斯噪声、复杂包络
VIN
以及具有高峰均比的多载波信号。
INPT
+
DETI
CDETO
DECL
R2
INPT
ICOM
ICOM X2
DECL
ICOM
REF –
DECL
+
DETI
DECL
AD8368
OCOM OCOM
VPOS
05907-036
R1 VOUT
ICOM
DETO HPFL
VPSI
VPSI
VPSI
VPSO
OUTP
OCOM
VPSO
AD8368
OCOM
GAIN
VPSI
图33. VGA模式下，使增益随着VGAIN 的增加而 增加的典型连接图(MODE高电平)
VPOS VOUT
在GAIN引脚上施加范围为0 V至1 V的增益控制电压。MODE
05907-037
RSSI
DECL
MODE
ICOM
REF –
VPSI
X2
DECL
VPSI
HPFL
VPSO
ICOM
VPSI
DETO
VPOS VPSI
ICOM
VPSO
GAIN
OUTP
ICOM
MODE
VPSI
VIN
ENBL
VGAIN 0V TO 1V
VPSI
ENBL
VPOS
图34. AGC工作模式
引脚控制器件增益是增益电压的增函数还是减函数。拉高
AGC工作模式要求特定的增益方向。增益必须随着VDETO的
MODE引脚后，增益随增益电压的上升而增加。拉低MODE
增加而下降，才能恢复针对设定点的必要平衡。因此，必
引脚后，增益随增益电压的上升而下降。ENBL引脚用来
须拉低MODE引脚。通过将OUTP的信号直接与检波器输
使能或禁用该器件。ENBL为高电平有效；拉低ENBL后，
入(DETI)相连，可将输出电平驱动至63 mV rms基准电压设
器件禁用，功耗仅为正常工作时的极小一部分。
定点。
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AD8368 输出设定点可以通过OUTP和DETI之间的外部电阻分压器网
图36显示扫描输入功率时，DETO端的RSSI电压曲线。
络增加，并以DECL为基准，如图34所示。在该配置中，
3.0
rms输出电压通过AGC环路强制设为(1 + R1/R2) 63 mV rms。
2.5
对于0 dBm(相对于50 Ω为224 mV rms)输出设定点，此比例为 3.5。校正DETI输入阻抗后，选择R1 = 226 Ω和R2 = 100 Ω便 如图35所示；图中，在超出30 dB的输入电平范围内，rms输 出保持在0 dBm设定点的0.2 dB以内。
2.0 RSSI (V)
可产生数值约为0 dBm的设定点。这一极为精确的电平函数
1.5
1.0
10
0 –40
–30
–20
–10
0
10
20
POWER IN (dBm)
–5
图36. 监控GAIN/DETO RSSI电压与输入功率的关系
–10
某些情况下，可以发现，若驱动至AGC过载，则AD8368需 –15
要非常长的时间才能恢复；也就是说，DETO电压将维持在
0
10
20
图35. 140 MHz时，AGC模式下输出功率与输入功率的关系
INPT
VPSI
注意，为了实现精确的AGC输出功率电平，DECL电容必
ICOM
VPSI
须 调 节 为 相 应 的 RF频 率 。 取 决 于 电 路 板 的 寄 生 效 应 ，
MODE
DECL电容值会有所不同。表5所示为根据评估板寄生效应
VPSI
+VS
OCOM
C20 (pF) 2200 560 150 68 39
DETI
OCOM DECL
C4 (pF) 1000 270 68 33 15
OUTP
ENBL GAIN
表5. DECL电容值 IF频率(MHz) 70 140 240 380 480
VPSO
VPSI
HPFL
CAGC 0.1µF
DETO
得到的各DECL电容值。
VPSO
AD8368
VAGC
RB 0.5V
Q1 2N2907
RA
在AGC模式下，使用平方律检波器的一个有用的特性，是 RSSI电压真正反映了信号功率，并可针对任意给定的源阻
05907-042
–10 POWER IN (dBm)
VPSI
–20
DECL
–30
ICOM
–30 –40
DECL
况，建议在DETO引脚放置一个箝位电路，如图37所示。 ICOM
异常高的水平，且增益处于最低值。为了避免发生这种情
–25
ICOM
–20 05907-038
POWER OUT (dBm)
0
05907-039
0.5
5
图37. 外部箝位防止AGC过载
电阻分压器网络(RA和RB)应设计为Q1基极驱动至0.5 V
抗转换为绝对功率测量值。RSSI基于DETO引脚上的可用 电压，参考50 Ω，单位为dBm，计算如下： RSSI = −11 + 20 log10(1 + R1/R2) + 38 × VDETO − 24.8
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AD8368 经平均时间常数、响应时间和载波泄露折衷之后，选出
稳定性和布局考虑因素
CDETO。如果选择的CDETO数值太小而无法加快响应时间，
某些应用中，印刷电路板(PCB)寄生与驱动级的源阻抗相
则AGC环路会开始跟踪任何幅度包络并执行电平转换，破
结合，会在高频产生有问题的阻抗，在某些极端条件下(比
坏星座图。图38显示的是16 QAM、100 ksymbols/s星座图，
如高温、高增益)还可能导致放大器不稳定。为了避免这种
其误差矢量幅度(EVM)性能下降了5%。将C DETO 增加到
现象，建议在AD8368输入端直接连接一个简单的并联RL
0.01 μF，则EVM便改善至1.1%。
缓冲器网络。图40显示了这种网络的一个例子。R3和L1形
SR 10kHz CF 100MHz
REF –4.9dBm
成的RL网络用来最大程度降低高RF频率下，反射源条件所
16 QAM MEAS SIGNAL CONST DIAG
导致的不利影响，确保放大器工作的无条件稳定性，保持
1U
典型器件性能。 芯片级封装底部有一个裸露压缩焊盘。该焊盘与芯片接地 内部相连。将该焊盘焊接至PCB的低阻抗接地层可确保达 到额定的电气性能，并可提供散热功能。另外，建议利用 过孔将焊盘下方所有层上的接地层拼接在一起，以降低热
05907-040
阻抗。
–1U –1.31289U
262.578mU/
1.31289U
图38. 16 QAM、100 ksymbols/s情况下， 误差矢量幅度性能下降(CDETO 太小)
图39显示16 QAM调制、10 Msymbols/s、使用CDETO = 1 nF时 测得的EVM性能。 10 9 8
6 5 4 3 2 05907-041
EVM (%)
7
1 0 –40
–30
–20
–10
0
10
20
POWER IN (dBm)
图39. 16 QAM、10 Msymbols/s情况下的 误差矢量幅度性能
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AD8368 评估板 标准评估板原理图和布局图如图41至44所示。评估板采用 多层FR-4板制造，提供50 Ω受控阻抗传输线路，用于RF输 入和输出走线。该电路板采用4.5 V至5.5 V单电源供电。在 每一个电源引脚上，采用0.1 μF和1 nF电容对电源去耦。还 可在电源引脚上加入串联电阻或电感，从而实现进一步去 耦。表6详细列出了评估板的各种配置选项。
VPOS
C20 1nF
C2 5.6pF
VPSI
DECL
ICOM
ICOM
OUTP
ENBL
OCOM
GAIN GAIN
R35 OPEN
COUT 10nF
R32 OPEN C6 1nF
OUTPUT
C12 1nF
VPOS3 C15 0.1µF
R31 OPEN
C23 10nF
JP4
DET_OUT_TP
C14 0.1µF R12 0Ω
VPSO
VPSI
R2 10kΩ
C11 1nF
VPOS2
C4 1nF
C1 OPEN
R30 OPEN
DET_IN 05907-043
C10 1nF
AD8368
R11 0Ω
OCOM
OFF
VPSO
DETI
SW2
MODE VPSI
R10 0Ω
ON
VPSI
DECL
C13 0.1µF
ICOM
HPFL
HI
VPOS1
SW1
VPSI
GAIN
LOW
ENABLE
ICOM
L1 10nH
R1 10kΩ
INPT
DETO
INPUT
R3 215Ω
CIN 10nF
DECL
VPOS1 VPOS2 VPOS3
图40. 评估板
表6. 评估板配置选项 元件 R1, R2, R3, L1 R10, R11, R12, C10, C11, C12, C13, C14, C15 CIN COUT R31, R32 R35 C23 C1, R30 C6 C20, C2, C4
功能 MODE和ENBL的下拉电阻。RL网络。防止PCB寄生效应和/或 某些极端条件导致的潜在不稳定性影响 (参见“稳定性和布局考虑因素”部分)。 电源去耦。跳线、电源去耦电阻和滤波器电容。 RF输入。CIN为RF输入的隔直电容。 RF输出。COUT为RF输出的隔直电容。 AGC工作反馈路径。对于63 mV rms的默认设定点，设置R31 = 0 Ω，移除R32。 对于其他AGC设定点，rms电压 = (1 + n) × 63 mV rms，其中n = R31/R32。 安装0 Ω，将检波器输出RSSI电压馈入DET_OUT_TP。 设置输出失调控制环路高通滤波器的转折频率。 用于外部驱动检波器。设置R30为50 Ω，以实现匹配。将C1设为大交流耦合电容。 DETO电容。若数据速率较低则应选择较大值(参见“AGC工作园路”部分)。 模式切换。低电平模式可将器件置于增益下降模式。高电平模式可将器件置于 增益上升模式。AGC需要在增益下降模式下工作。 Rev. B | Page 17 of 20
默认条件 R1 = R2 = 10 kΩ R3 = 215 Ω L1 = 10 nH R10 = R11 = R12 = 0 Ω C10 = C11 = C12 = 1 nF C13 = C14 = C15 = 0.1 µF CIN = 10 nF COUT = 10 nF R31 = R32 = 开路 (VGA模式) R35 = 开路 C23 = 10 nF C1 = 开路 R30 = 开路 C6 = 1 nF C20 = C4 = 1 nF C2 = 5.6 pF
AD8368 默认条件 JP4 = 未安装(VGA模式) SW1 = JP2 SW2 = JP3
图41. 器件侧丝网图
05907-046
05907-044
图43. 器件侧布局图
05907-047
SW2
功能 AGC工作模式跳线。提供检波器输出到增益引脚的反馈。 模式切换。低电平模式可将器件置于增益下降模式。 高电平模式可将器件置于增益上升模式。AGC需要在增益下降模式下工作。 关断。使能引脚接地时，器件禁用。
05907-045
元件 JP4 SW1
图44. 电路侧布局图
图42. 电路侧丝网图
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AD8368 外形尺寸 0.60 MAX
4.00 BSC SQ
TOP VIEW
0.50 BSC
3.75 BSC SQ
0.50 0.40 0.30 1.00 0.85 0.80
12° MAX
SEATING PLANE
0.80 MAX 0.65 TYP
0.30 0.23 0.18
PIN 1 INDICATOR 24 1
19 18 EXPOSED PAD
(BOTTOMVIEW)
13 12
7
6
2.65 2.50 SQ 2.35 0.23 MIN
2.50 REF 0.05 MAX 0.02 NOM 0.20 REF
COPLANARITY 0.08
FOR PROPER CONNECTION OF THE EXPOSED PAD, REFER TO THE PIN CONFIGURATION AND FUNCTION DESCRIPTIONS SECTION OF THIS DATA SHEET.
符合JEDEC标准MO-220-VGGD-8
082908-A
PIN 1 INDICATOR
0.60 MAX
图45. 24引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_VQ] 4 mm × 4 mm超薄四方体 (CP-24-3) 图示尺寸单位：mm
订购指南 型号 AD8368ACPZ-REEL7 1 AD8368ACPZ-WP1, 2 AD8368-EVALZ1 1 2
温度范围 −40°C至+85°C −40°C至+85°C
封装描述 24引脚引脚架构芯片级封装(LFCSP_VQ) 24引脚引脚架构芯片级封装(LFCSP_VQ) 评估板
Z = 符合RoHS标准的器件。 WP = 窝伏尔组件。
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封装选项 CP-24-3 CP-24-3
订购数量 1,500 64
AD8368 注释
©2006–2008 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D05907sc-0-9/08(B)
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