AD834用于直流至500MHz应用
图9.用于计算下拉电阻值的等效电路
节点W1和W2之间是电平转换网络,平均电压约为+4 V,连接至接近地电压的AD5539输入端。采用所示值,运算放大器输入设置为稍低于地电压(约-460 mV)。该网络将低频开环增益减半,当AD5539输入端存在失调电压时这对直流精度有一些影响。如果输出失调较为重要,应插入与3.74 k电阻串联的500 电位器,并且将滚动条设置为-6 V.
接着将X和Y输入设置为零,调节零输出。
另外请注意,AD834上的"内部"引脚X1和Y2应接地,以便将高频馈通降至最低;通过切换W1和W2校正X输入端的最终反相。
图10显示当输入脉冲施加于X输入以及Y输入设置为+1 V时的脉冲响应,指示6 ms的上升时间。
图10.直流至60 MHz电压控制放大器的脉冲响应
图11显示的是针对+1 V、316 mV、+100 mV和0 V Y输入从HP8753B网络分析仪上截取的一组频率响应。0 V情况下,调节Y输入以将输入失调归零。请注意,高频馈通小于满量程的-65 dB (f < 3 MHz)。
图11. 直流至60 MHz电压控制放大器的频率响应
使用有源电平转换的直流至480 MHz电压控制放大器。
图12(a)显示了使用PNP晶体管作为共基级或共源共栅电路的有源电平转换器。此处,通过三个理想电流源模拟AD834,两个用于8.5 mA偏置电流,一个用于±4 mA差分信号电流。晶体管基极连接到+ 5V,无信号时,发射极电位保持5.7 V在电阻R1和R2两端产生3.3 V的电压。图12(b)显示的是一个等效电路。
图12. 使用有源电平转换器的AD834输出级
信号电流发生器为零时,求解流入发射极的电流,得出等效直流偏置电流为7.17 mA.在交流域内,对于信号电流发生器,R1和R2均连接到低阻抗节点。通过检查,原始信号电流已按以下比例缩放:
由于AD834输出具有极高输出阻抗,可忽略等效串联电阻。假定正常,R3两端流入共源共栅电路发射极的7.17mA全部流出共源共栅电路集电极。R3两端电压则为:
运算放大器输入低于地电压350 mV,且在宽带放大器的共模范围内。
只要用户不建立任何杂散极点,配置为共源共栅电路的晶体管的带宽为晶体管单位增益频率(fT)。选择R1和R2时,如果其并联和对于晶体管寄生发射极-基极电容过大,或者R3对于晶体管寄生集电极-基极电容过大,将产生降低电路频率响应的干扰极点。
图13. 使用有源电平转换的直流至480 MHz电压控制放大器
使用有源PNP电平转换器时的另一潜在缺点是共源共栅电路发射极的振荡。双极性结型晶体管发射极的输入阻抗在接近其增益带宽积(fT)的频率下为感性,而AD834输出为容性。由于系统具有高带宽,这些阻抗可导致振荡。
为防止此类振荡,图12中的发射极利用R2与AD834输出隔离。这可以防止振荡,同时提供公式4中叙述的信号衰减(增益控制)。2N3906提供无谐振或振荡时的宽带电平转换。使用其他晶体管时必须格外谨慎。
共源共栅电路集电极上的信号电流现在以差分电流形式馈入宽带放大器,形成图13所示的电压转换器配置。此配置类似于由运算放大器驱动的电流电压转换器,该转换器通常跟随在电流输出乘法数模转换器之后。
AD9617是驱动电流电压转换器的极佳选择。AD9617是第二代跨导放大器(也称为电流反馈和TZ放大器),拥有完全互补输出级(不同于AD5539),针对400反馈电阻进行了优化。
AD9617输入直接连接到共源共栅电路集电极。运算放大器在输入节点间建立虚拟短路,迫使所有信号电流流入反馈路径。转换器差分跨阻为400.所需缩放可通过上述R1和R2衰减网络获得。AD9617输出端的电路满量程增益(X = Y= 1 V)如下计算:
即反转端接电阻后为1.04 V.实际电路显示了更接近一的满量程增益。
图14显示了施加于X输入的满量程阶跃响应(-1 V至+ 1 V)及设置为+1 V的Y输入,证明电路上升时间不足2 ns,并呈现出一些过冲,但未发生振铃。请注意输出在500 V/s以上摆动。
图15显示的是针对+1 V、316 mV、+100 mV和0 V Y输入从HP8753B网络分析仪上截取的一组频率响应。Y输入实际被调节至将输入失调归零。请注意,电路具有500 MHz的小信号带宽(输入功率电平为0 dBm)。该带宽可在反相节点利用两个1 pF电容来实现。高频馈通小于满量程的-80 dB(f < 2 MHz)。
AD834用作视频开关
将0 V和+1 V施加于用作栅极控制的X通道,并将视频信号施加于Y通道时,AD834便成为高速视频开关。图16通过以ECL开关为中心的高速电流开关电路说明这一概念。电流流经Q1或Q2,具体取决于输入电压。电流开关可确保干净快速地切换至已决定的电平(+ 1 V与地),使用户可对栅极输入执行过驱和欠驱。
栅极电路输入从+1 V升至+2
- 航天2.5 GHz直接转换正交调制器AD8346S(11-04)