AD8307型对数放大器及其应用

摘要：AD8307是一款基于连续压缩技术的完全单片500 MHz解调对数放大器，该对数放大器提供92 dB的动态范围，即使在高达100 MHz的频率下仍能提供误差为±l dB的88 dB动态范围。AD8307输出电压斜率为25 mV／dB(截止点为-84 dBm)。介绍AD8307的基本结构、功能特性及其在超声波回波接收电路中的应用以及相应抗干扰措施。
关键词：对数放大器；AD8307；解调；25 mV／dB；超声波回波

信号处理领域中，一些信号具有宽泛的动态范围，比如雷达、声纳等系统中，需处理的信号动态范围达到120 dB以上：超声波回波接收器前端电压也可从“μV”级到“V”级。而宽泛的动态范同往往给应用设计带来诸多问题。实际应用设计都会对所处理信号进行非线性压缩，而大多采用对数放大器实现非线性压缩。该放大器可使输出信号和输入信号的包络成对数比例，并对信号动态范围的压缩无需像AGC系统耶样提取输入信号的电平来控制增益，其增益与信号大小成反比，可广泛应用于通信、雷达、超声、电子对抗等领域。这里给出AD8307型对数放大器及其应用。

1 对数放大器AD8307简介
对数放大器的主要功能是计算某个输入信号包络的对数。AD8307是8引脚SOIC_N封装的，基于连续压缩技术的完全单片500 MHz解调对数放大器。该对数放大器能够提供92 dB的动态范围，即使在高达100 MHz的频率下仍能提供88 dB动态范围，其误差为±1 dB，而且电路中无需实质意义的外部元件。AD8307采用2．7～5．5 V、7．5 mA的单电源供电，低功耗，3 V时功耗仪为22．5 mW。

图l为AD8307的内部功能原理框图，该器件主要由6个放大限幅级组成，每级具有14．3 dB的增益和900 MHz的小信号带宽，总增益量86 dB，-3 dB带宽为500 MHz。整个动态范围由6个放大限幅级及与其相连的gm型全波检波器和置于无源衰减器14．3 dB抽头的3个顶端检测器共同实现。其偏置由两基准提供，一个基准确定增益，另一基准是带隙电路，决定对数斜率和电源及温度变化的稳定性。AD8307通过具有CMOS电平兼容的ENB引脚实现使能和禁止。AD8307的第1放大级具有极低的电压噪声频谱密度。
对9个检波器输m的差分电流求和，然后在输出级转换为单端方式输出。对数输出电压由该电流流经片内12．5 kΩ电阻形成，并在引脚OUT形成斜率为25 mV／dB的输出电压。此电压未经任何缓冲，允许用于各种特定的输出接口。校正最后一级检波器处的对数截止点的温度稳定性，这样在整个电压输出范围均可工作稳定。截止点采用引脚INT调节，可对输出电流分流或补偿一小电流。