中文数据手册

低功耗、18 MHz可变增益放大器
AD8338
产品特性
功能框图
压控增益范围：0dB至80dB
增益为40dB时，电源电流为3 mA
工作频率范围：低频(LF)至18 MHz
电源电压范围：3.0 V至5.0 V
可调增益范围
√
低噪声： 4.5 nV/√Hz
全差分信号路径
失调校正(调零)功能
带宽可调
1.5 V内部基准电压源
16引脚LFCSP
自动增益控制功能
对高动态范围信号具有宽增益范围
VBAT
OFSN
VREF
OFFSET NULL
AD8338
FBKP
VGA CORE
INPR
+
INMR
–
OUTP
+
OUTPUT
STAGE
0dB
–
OUTM
0dB TO 80dB
VREF
INPD
COMM
MODE
GAIN
DETO
11279-001
AUTOMATIC
GAIN
CONTROL
GAIN INTERFACE
INMD
FBKM
VAGC
图1.
应用
100
电感遥测系统前端
超声信号接收器
RF基带信号调理
80
VGAIN = 1.1V
VGAIN = 1.0V
VGAIN = 0.9V
60
VGAIN = 0.8V
40
基本增益函数为线性的，标称增益范围为0 dB至80 dB；标
称增益范围与增益引脚上0.1 V至1.1 V的控制电压相对应。
增益范围可以通过直接连接至内部求和结点的INPD和
VGAIN = 0.5V
VGAIN = 0.4V
20
号路径、低功耗、低噪声和在LF至18 MHz频段内具有精确
增益的应用。如果需要的话，该器件也可以单端输入工作。
VGAIN = 0.6V
0
VGAIN = 0.3V
VGAIN = 0.2V
VGAIN = 0.1V
–20
–40
10k
100k
1M
FREQUENCY (Hz)
10M
100M
11279-005
AD8338是一款可变增益放大器(VGA)，适合要求全差分信
GAIN (dB)
VGAIN = 0.7V
概述
INMD引脚进行上下调节。例如，如果将两个47 Ω的电阻分
图2. 增益与频率的关系
别连接在INPD和INMD引脚上，增益范围设定为20 dB至
AD8338还允许用户访问内部求和结点，籍此提供额外的多
100 dB，并且折合到输入端的噪声为1.5 nV√Hz。
功能性。只需几个分立器件，用户就可以自定义该器件
AD8338包含额外的电路来实现失调校正和自动增益控制
的增益、带宽、输入阻抗及噪声性能，以满足自身应用
(AGC)功能。直流失调电压通过表现为高通滤波器的失调
的需求。
校正电路来消除。高通滤波器的转折频率由一个外部电阻
AD8338采用3.0 V至5.0 V的单电源供电，能效极高，仅消耗
设置。AGC功能可以改变AD8338的增益来维持恒定的均
低至3 mA的静态电流。AD8338采用符合RoHS标准的3 mm
方根输出电压。用户可以通过电压控制目标输出均方根电
x 3 mm、16引脚LFCSP封装，额定温度范围为−40°C至+85°C
压。而加在DETO引脚的接地电容则控制AGC电路的响应
工业温度范围。
时间。
Rev. 0
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AD8338
目录
产品特性 ...........................................................................................1
工作原理 ........................................................................................ 12
应用....................................................................................................1
开始使用AD8338 .................................................................... 12
概述....................................................................................................1
失调校正电路 .......................................................................... 12
功能框图 ...........................................................................................1
增益功能说明 .......................................................................... 12
修订历史 ...........................................................................................2
AGC电路................................................................................... 13
技术规格 ...........................................................................................3
调整输出共模电压 ................................................................. 14
交流规格......................................................................................3
应用信息 ........................................................................................ 15
绝对最大额定值..............................................................................4
简单的开关键控(OOK)接收机............................................ 15
热阻 ..............................................................................................4
AD8338与ADC接口 ............................................................... 15
ESD警告.......................................................................................4
外形尺寸 ........................................................................................ 16
引脚配置和功能描述 .....................................................................5
订购指南................................................................................... 16
典型工作特性 .............................................................................6
修订历史
2013年4月—修订版0：初始版
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AD8338
技术规格
交流规格
除非另有说明，VBAT = 3.0 V，TA = 25°C，CL = 2 pF(OUTP和OUTM上)，RL = ∞，MODE引脚高电平，RIN = 2 × 500 Ω，
VGAIN = 0.6 V，差分工作。
表1.
参数
输入接口
增益范围
增益范围
输入电压范围
输入1 dB压缩
−3 dB带宽
增益精度
输入电阻
输入电容
输出接口
小信号带宽
峰值压摆率
峰峰值输出摆幅
共模电压
折合到输入端电压噪声
失调电压
电源
VBAT
IVBAT
测试条件/注释
最小值
使用INPR和INMR输入的标准配置
0
使用INPR和INMR输入的标准配置；
0.1 V < VGAIN < 1.1 V
使用INPR和INMR输入的标准配置
单位
80
80
3
dB
dB
V p-p
−2
2.2
2
1.6
0.75
18
+0.5
+2
V p-p
V p-p
V p-p
V p-p
MHz
dB
0.8
1
1.2
kΩ
OUTP和OUTM引脚
VGAIN = 0.6 V
VGAIN = 0.6 V
差分输出
使用INPR和INMR输入的标准配置
驱动连接到INPD和INMD的外部
47 Ω输入电阻
RTO，VGAIN = 0.1 V，失调零点校准开启
RTO，VGAIN = 0.6 V，失调零点校准开启
RTO，VGAIN = 0.1 V，失调零点校准关闭
RTO，VGAIN = 0.6 V，失调零点校准关闭
2
pF
18
50
2.8
1.5
4.5
MHz
V/µs
V p-p
V
nV/√Hz
1.5
nV/√Hz
−10
−10
−50
−200
3.0
最小增益，VGAIN = 0.1 V
中间增益，VGAIN = 0.6 V
最大增益，VGAIN = 1.1 V
增益控制
增益电压
增益斜率
VREF精度
DETO输出电流
AGC控制
最大目标幅度
最大值
差分输入，VCM = 1.5 V，
增益 = 0.1 V/0 dB
f = 400 kHz
f = 1 MHz
f = 4 MHz
f = 10 MHz
典型值
6.0
3.0
4.5
0.1
77
VREF = 1.5 V
MODE = 0 V
目标= VAGC − VREF = 1.0 V的预期
均方根输出值
Rev. 0 | Page 3 of 16
80
12.5
2
±10
1.0
+10
+10
+50
+200
mV
mV
mV
mV
5.0
8.0
3.8
6.0
V
mA
mA
mA
1.1
83
V
dB/V
mV/dB
%
µA
V rms
AD8338
绝对最大额定值
热阻
表2.
参数
VBAT至COMM
INPR、INPD、INMD、INMR、MODE、
GAIN、FBKM、FBKP、OUTM、
OUTP、VAGC、VREF、OFSN
工作温度范围
存储温度范围
最高结温
引脚温度(焊接，10秒)
额定值
−0.3 V至+5.5 V
COMM至VBAT
表3. 热阻
−40°C至+85°C
−65°C至+150°C
150°C
300°C
ESD警告
封装类型
16引脚LFCSP
θJA
48.75
单位
°C/W
ESD(静电放电)敏感器件。
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它
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。
Rev. 0 | Page 4 of 16
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。
AD8338
13 VAGC
12 FBKP
11 OUTP
10 OUTM
9
FBKM
NOTES
1. THE EXPOSED PAD SHOULD BE TIED
TO A QUIET ANALOG GROUND.
11279-002
GAIN 7
TOP VIEW
(Not to Scale)
COMM 5
INMR 4
AD8338
DETO 8
INMD 3
14 OFSN
16 VREF
INPD 2
MODE 6
INPR 1
15 VBAT
引脚配置和功能描述
图3. 引脚配置
表4. 引脚功能描述
引脚编号
0
1
2
3
4
5
6
引脚名称
EPAD
INPR
INPD
INMD
INMR
COMM
MODE
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
GAIN
DETO
FBKM
OUTM
OUTP
FBKP
VAGC
OFSN
VBAT
VREF
说明
裸露焊盘。裸露焊盘应与低噪声模拟地相连。
电压输入应用的正500 Ω电阻输入。
电流输入应用的正输入。
电流输入应用的负输入。
电压输入应用的负500 Ω电阻输入。
地。
增益模式。此引脚选择增益控制的正或负增益斜率。
当此引脚连接到VBAT时，AD8338的增益随着GAIN引脚电压的提高而成比例提高。
当此引脚连接到COMM时，增益随着GAIN引脚电压的提高而降低。
增益控制输入，12.5 mV/dB或80 dB/V。
检波器输出引脚，±10 µA。若不使用AGC特性，则将此引脚连接到COMM。
负反馈节点。更多信息参见“调整输出共模电压”部分。
负输出。
正输出。
正反馈节点。更多信息参见“调整输出共模电压”部分。
自动增益控制电路的电压。此引脚控制AGC电路的目标均方根输出电压。更多信息参见“AGC电路”部分。
失调零点校准引脚。更多信息参见“失调校正电路”部分。
正电源电压。
内部1.5 V基准电压源。
Rev. 0 | Page 5 of 16
AD8338
典型工作特性
80
80
70
MODE PIN LOW
60
MODE PIN HIGH
60
40
GAIN (dB)
40
30
20
VGAIN = 350mV
VGAIN = 100mV
0
–20
20
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
VGAIN (V)
–60
100k
1M
70
60
60
40
50
20
GAIN (dB)
80
40
30
0
–20
20
–40
10
–60
78.3
78.6
78.9
79.2
79.5
79.8
80.1
80.4
GAIN SLOPE (dB/V)
VGAIN = 1100mV
VGAIN = 850mV
VGAIN = 600mV
VGAIN = 350mV
VGAIN = 100mV
–80
100k
11279-105
NUMBER OF HITS
80
78.0
1M
5
VGAIN = 1.1V
VGAIN = 1.0V
3
VGAIN = 0.9V
GAIN ERROR (dB)
VGAIN = 0.8V
0
VGAIN = 0.6V
VGAIN = 0.5V
VGAIN = 0.4V
VGAIN = 0.3V
VGAIN = 0.2V
VGAIN = 0.1V
–40
10k
2
1
–40°C
0
+25°C
–1
–2
–3
–20
+85°C
+105°C
–4
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
100M
11279-106
GAIN (dB)
20
VS = 3V
f = 1MHz
4
VGAIN = 0.7V
40
100M
图8. 增益与频率的关系，RIN = 5 kΩ
100
60
10M
FREQUENCY (Hz)
图5. 增益斜率直方图
80
100M
图7. 增益与频率的关系，RIN = 50 Ω
图4. 增益与VGAIN 的关系
0
10M
FREQUENCY (Hz)
11279-107
0.2
11279-003
0
0.1
11279-109
–40
10
图6. 增益与频率的关系
–5
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
VGAIN (V)
图9. 不同温度下增益误差与VGAIN 的关系
Rev. 0 | Page 6 of 16
1.0
1.1
11279-006
GAIN (dB)
50
VGAIN = 600mV
AD8338
1.0
5
0.5
4
3
OFFSET VOLTAGE (mV)
REFERRED TO OUTPUT
–1.0
–1.5
10kHz
100kHz
1MHz
2MHz
4MHz
8MHz
10MHz
12MHz
14MHz
–2.0
–2.5
–3.0
0.2
2
1
0
–1
–2
–3
–4
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
VGAIN (V)
–5
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
VGAIN (V)
图13. 差分失调电压与VGAIN 的关系，失调零点校准开启
图10. 不同频率下增益误差与VGAIN的关系
350
30
300
25
250
IMPEDANCE (Ω)
20
DELAY (ns)
–40°C
+25°C
+85°C
+105°C
11279-012
–0.5
11279-007
GAIN ERROR (dB)
0
–3.5
0.1
VS = 3V
15
10
DIFFERENTIAL
200
150
100
5
50
10M
100M
FREQUENCY (Hz)
11279-110
1M
0
100k
20
OFFSET NULL ON
RELATIVE TO OUTPUT
VGAIN = 0.6V
0
BALANCE ERROR (dB)
40
30
20
10
–20
–40
–60
GAIN = 1000
GAIN = 100
GAIN = 10
GAIN = 1
–80
–3
–2
–1
0
1
DIFFERENTIAL OFFSET VOLTAGE (mV)
2
–120
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
图12. 差分失调电压直方图
图15. 输出平衡误差与频率的关系
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100M
11279-015
–100
11279-111
NUMBER OF HITS
100M
图14. 输出阻抗与频率的关系
50
0
10M
FREQUENCY (Hz)
图11. 群延迟与频率的关系
60
1M
11279-112
SINGLE-ENDED
0
100k
AD8338
1000
0
–10
–20
100
–50
–60
–70
0dB
20dB
40dB
60dB
80dB
–80
–90
–100
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
1
0.1
10k
100k
1M
10M
100M
图19. 折合到输入端的噪声与频率的关系，VBAT = 3 V
0
+85°C
+25°C
–40°C
–10
HARMONIC DISTORTION (dBc)
NOISE (nV/ Hz)
GAIN = 1, OFFSET NULL OFF
GAIN = 10, OFFSET NULL OFF
GAIN = 100, OFFSET NULL OFF
GAIN = 1000, OFFSET NULL ON
GAIN = 10000, OFFSET NULL ON
FREQUENCY (Hz)
图16. 不同增益下CMRR与频率的关系，
失调零点校准开启，折合到输入端
100k
10
11279-117
NOISE (nV/ Hz)
–40
11279-115
CMRR (dB)
–30
10k
1k
–20
HD2,
HD3,
HD2,
HD3,
1kΩ
1kΩ
10kΩ
10kΩ
VOUT = 0.5V p-p
–30
–40
–50
–60
–70
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
VGAIN (V)
–90
50k
图20. 谐波失真与频率的关系
0
+85°C
+25°C
–40°C
HARMONIC DISTORTION (dBc)
–10
100
10
–20
–30
–40
–50
–60
–70
1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
VGAIN (V)
1.2
11279-119
NOISE (nV/ Hz)
5M
FREQUENCY (Hz)
图17. 折合到输出端的噪声与VGAIN 的关系
1k
500k
–80
0.5
HD2
HD3
1.0
1.5
2.0
2.5
VOUT (V p-p)
图21. 谐波失真与输出幅度的关系
图18. 折合到输入端的噪声与VGAIN 的关系
Rev. 0 | Page 8 of 16
3.0
11279-120
0
11279-017
100
11279-118
–80
AD8338
HD2,
HD3,
HD2,
HD3,
VOUT = 0.5V p-p
–10
–20
IMD3 DISTORTION (dBc)
–30
–40
–50
–60
–70
–30
–40
–50
–60
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
VGAIN (V)
–80
20k
200k
2.0
OUTPUT
VOUT = 2V p-p
f = 1MHz
GAIN = 0dB
1.5
0
1.0
–10
0.5
–20
VOUT (V)
P1dB COMPRESSION (dBm)
10
–30
0
–0.5
–40
INPUT
–50
–1.0
–1.5
–60
0.3
0.5
0.7
0.9
1.1
VGAIN (V)
–2.0
11279-122
–70
0.1
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0.8
TIME (ns)
图23. 输入和输出1 dB压缩与VGAIN 的关系
图26. 大信号脉冲响应与时间的关系，VGAIN = 0 V
25
2.0
VOUT = 2V p-p
f = 1MHz
GAIN = 80dB
1.5
20
1.0
100kHz
0.5
VOUT (V)
15
10
0
–0.5
1MHz
–1.0
5
–1.5
0
0.1
0.3
0.5
0.7
VGAIN (V)
0.9
1.1
11279-125
OIP3 (dBm)
20M
图25. IMD3失真与频率的关系
图22. 谐波失真与VGAIN 的关系
20
2M
FREQUENCY (Hz)
11279-124
–70
11279-123
–80
0.1
–20
11279-027
HARMONIC DISTORTION (dBc)
–10
0
MODE PIN HIGH
MODE PIN HIGH
MODE PIN LOW
MODE PIN LOW
11279-028
0
图24. OIP3与VGAIN 的关系
–2.0
0
0.2
0.4
0.6
TIME (µs)
图27. 大信号脉冲响应与时间的关系，VGAIN = 1.0 V
Rev. 0 | Page 9 of 16
AD8338
2.0
1.5
f = 100kHz
VIN LOW = 2mV
VIN HIGH = 20mV
1.0 GAIN = 40dB
VOUT = 2V p-p
f = 1MHz
GAIN = 40dB
1.5
OUTPUT VOLTAGE (V)
1.0
0
–0.5
–1.0
0
–0.5
0.2
0.4
0.6
0.8
TIME (µs)
–1.5
11279-030
0
0
20
40
60
12
8
20
IDD (mA)
VOUT (mV)
120
140
160
180
200
–40°C, MODE PIN HIGH
+25°C, MODE PIN HIGH
+85°C, MODE PIN HIGH
–40°C, MODE PIN LOW
+25°C, MODE PIN LOW
+85°C, MODE PIN LOW
10
40
0
–20
6
4
–40
–60
2
VOUT = 100mV p-p
f = 1.5MHz
GAIN = 1
0
0.2
0.4
0.6
0.8
TIME (µs)
0
11279-031
–80
–100
100
图31. 过驱恢复与时间的关系
CL = 0pF
CL = 10pF
CL = 20pF
CL = 47pF
80
80
TIME (µs)
图28. 大信号脉冲响应与时间的关系，VGAIN = 0.6 V
100
60
11279-018
–1.0
–1.5
–2.0
0.5
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
VGAIN (V)
图29. 小信号脉冲响应与时间的关系(不同容性负载)
11279-131
VOUT (V)
0.5
图32. 电源电流与VGAIN 的关系
50
30
20
GAIN (dB)
0.1
VOUT
1.0
10µF
1µF
0.1µF
10
0.01µF
0
–10
0
–20
–1.0
–30
1
2
3
4
5
6
7
8
TIME (µs)
9
10
–40
GAIN = 100
20
100
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
图33. 失调零点校准带宽与失调零点校准电容
图30. 增益阶跃响应与时间的关系
Rev. 0 | Page 10 of 16
100M
11279-134
0
11279-127
GAIN STEP (V)
0.6
OFFSET NULL OFF
40
VGAIN
AD8338
0
3.0
–20
PSRR (dB)
–30
–40
–50
–60
–70
–80
–100
100
1k
10k
100k
1M
10M
FREQUENCY (Hz)
2.0
1.5
VS = 3V
1.0
VS = 5V
0.5
0
20k
11279-133
–90
2.5
100k
RESISTANCE (Ω)
图34. PSRR与频率的关系
11279-135
OUTPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V)
–10
图37. 输出共模电压与RCM (连接到VBAT)的关系
3.0
0.1
OUTPUT VOLTAGE
1.0
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
TIME (µs)
11279-019
–1.0
图35. AGC响应与时间的关系(空载)
OUTPUT VOLTAGE
0
–1.0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
TIME (ms)
10
11279-020
VOLTAGE (V)
0.1
1.0
VS = 3V
2.0
1.5
1.0
0.5
0
10k
100k
RESISTANCE (Ω)
图38. 输出共模电压与RCM (连接到COMM)的关系
AGC VOLTAGE
0.6
2.5
图36. AGC响应与时间的关系(CL = 0.01 µF)
Rev. 0 | Page 11 of 16
11279-136
VOLTAGE (V)
0.6
OUTPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V)
AGC VOLTAGE
AD8338
工作原理
开始使用AD8338
失调校正电路
AD8338是一款可变增益放大器(VGA)，提供80 dB的可变增
AD8338提供一个失调校正电路来消除任何可能存在的直流
益范围。所有增益下的−3 dB带宽均为恒定值18 MHz；在最
失调。将一个0.2 µF电容连接在OFSN引脚与VREF之间，可
高增益时，仅使用4.5 mA的电源电流，便可实现180 GHz的
以让400 Hz以上的频率通过，但是会消除直流失调。对于
增益带宽积。差分输出使得AD8338可以直接驱动ADC输
直流耦合操作，将OFSN引脚直接连到COMM引脚，可以
入，从而简化电路板设计，节省空间和功耗。
禁用失调校正电路。当器件在不使用失调校正的情况下工
除了增益、带宽和功耗性能以外，AD8338还有一系列其它
作时，应慎重使用较大的增益，因为任何失调都会在输出
端表现为较大的误差。
特性来增强其灵活性。
不同于高通滤波器，失调校正电路允许低于转折频率的信
• 单电源供电：3.0 V至5.0 V
号通过，但交越失真很高。如果输入端可能存在一个低于
• 内置失调校正电路可消除直流失调
目标频段的频率，为了实现最佳性能，应在VGA前方应用
• 自动增益控制(AGC)电路可控制增益并使输出保持稳定
的均方根电平
一个滤波器。
对于低频操作，较大的COFSN值会导致不可预测的结果。如
用户可以接触输入端和输出端的内部节点，便于调整增益
果器件的工作频率低于400 Hz，应禁用失调校正电路，并
范围、输出共模电压和带宽。
在外部补偿失调。
标准配置中的INPR和INMR引脚
转折频率可以通过下式近似计算：
增益由用户施加于GAIN引脚的电压控制。使用默认内部
fC =
电阻时，增益调整范围是0 dB至80 dB；GAIN引脚的电压调
1
2π × 600 × COFSN
(1)
整范围是0.1 V至1.1 V。将输入电压施加于INPR和INMR引
增益功能说明
脚(引脚1和引脚4；参见图39)，可使用默认内部电阻。
从设计工程师的角度看，AD8338的增益可以模拟为三个级
联增益级。第一级可以看作是一个差分输入跨导级，输入
INPR
OUTP
500Ω
电流与施加于输入电阻的差分输入电压成正比，如下式
+VOUT/2 + VREF
所示：
INPD
IIN
VIN
I IN =
INMD
500Ω
OUTM
RP + RN
(2)
–VOUT/2 + VREF
0dB TO 80dB
11279-043
INMR
INPx − INMx
然后将此电流馈入理论上的第二级，即电流输入电流输出
VGA，其增益范围是从−26 dB到+54 dB。该理论输出电流
由公式3给出：
图39. 施加于INPR和INMR引脚的输入电压
在标准配置中，施加于INPR和INMR的差分输入电压被放
大，输出电压以差分形式出现在OUTP和OUTM上。输出
具有默认共模电压VREF，它等于1.5 V。
IOUT_VGA = IIN × 10−26 + 80 × ((VGAIN − 0.1)/20)
(3)
当VGAIN = 0.1 V，输出电流比输入电流低−26 dB；当VGAIN =
1.1 V时，输出电流比输入电流高+54 dB。
GAIN和MODE引脚
AD8338的增益由GAIN和MODE引脚控制。将GAIN引脚的
第三级(最后一级)可以模拟为一个跨阻级，表示如下：
电压从0.1 V调整到1.1 V，增益将从最小值调整到最大值。
MODE引脚控制增益调整的极性。当MODE引脚连接到
VBAT时，AD8338的增益随着GAIN引脚电压的提高而成比
例提高。当MODE引脚连接到COMM时，增益随着GAIN
引脚电压的提高而降低。
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VOP = IOUT_VGA × RFEEDBACK
(4a)
VON = −IOUT_VGA × RFEEDBACK
(4b)
VOUT = VOP − VON = 2 × IOUT_VGA × RFEEDBACK
(4c)
AD8338
例如，如果使用500 Ω输入电阻和9.5 kΩ反馈电阻，施加1 V
同样，如果用户需要最小−10 dB的增益，则将一个1.5 kΩ
p-p信号，VGAIN设置为0.1 V，则输出值如下：
电阻应用于INPD和INMD引脚即可设置−10 dB到+70 dB的
增益范围。
IIN = 1/(500 + 500) = 1 mA
(5a)
IOUT_VGA = 1 mA × 10−26/20 = 50 µA
(5b)
使用外部电阻的影响
VOUT = 2 × 50 µA × 9.5 kΩ = 0.95 V p-p
(5c)
通过外部电阻来改变增益时，必须考虑多方面影响。例
在额定条件下，公式5的计算得出总增益约为−0.4 dB。压缩
公式2到公式4可产生以下的简化增益公式：
Gain (dB) = (VGAIN − 0.1) × 80 + 20log(RFEEDBACK/RIN) − 26
(6)
其中，RFEEDBACK和RIN是从单路输入到单路输出的电阻值。
OFSN
OUTP
IOUT
慢以允许信号通过，应将一个电容连接在DETO与地之
关键控(OOK)应用中，推荐使用0.01 µF的电容值。该值可确
9.5kΩ
500Ω
GAIN INTERFACE
MODE
GAIN
间。例如，在载波频率为6.795 MHz、比特率为10 kbps的开
OUTM
–26dB TO +54dB
COMM
为确保AGC电路反应足够迅速以及时调整增益，同时足够
VREF
INMD
INMR
自动增益控制(AGC)电路将器件的均方根输出与VAGC引脚
方根电压保持恒定。
VGA CORE
IIN
AGC电路
起，并将MODE引脚接地，便可使用AGC电路来使输出均
FBKP
9.5kΩ
500Ω
INPD
−3 dB带宽从18 MHz降至大约3 MHz。
者流出电流，或者流入电流。将DETO和GAIN引脚连在一
AD8338
OFFSET NULL
INPR
比使用500 Ω内部电阻时的噪声4.5 nV/√Hz要低。但是，
需要的均方根输出相比较。基于比较结果，DETO引脚或
VREF
AUTOMATIC
GAIN
CONTROL
DETO
保增益对比特能量做出反应，但不对载波信号做出反应。
FBKM
VAGC
要设置目标均方根输出电压，请将一个电压施加于
11279-200
VBAT
如，输入端应用47 Ω电阻时，输入噪声降至大约1.5 nV/√Hz，
图40. 功能框图
VAGC。当VAGC设为1.5 V时，目标输出电压最低；施加的
电压偏离1.5 V基准电压时，目标输出电压提高。为使VAGC
引脚逐渐变大的电压能够提高均方根输出电压，应使用公
例如，假设设计使用若干附加元件来实现最小20 dB的增益，
式7。
公式6表明：将一个47 Ω电阻应用于INPD和INMD引脚(覆
盖RIN值)可设置20 dB到100 dB的增益(见图41)。
VORMS = 1.7 × VAGC − 2.264
(7)
为使VAGC引脚逐渐变小的电压能够提高均方根输出电
压，应使用公式8。
INPR
OUTP
500Ω
VORMS = −1.7 × VAGC + 2.864
+VOUT/2 + VREF
INPD
若不使用AGC特性，则将DETO连接到COMM。
47Ω
INMD
47Ω
INMR
IIN
500Ω
OUTM
–VOUT/2 + VREF
20dB TO 100dB
11279-044
VIN
图41. INPD和INMD引脚使用外部电阻
Rev. 0 | Page 13 of 16
(8)
AD8338
为中心的差分电压。AD8338的标称输出共模电压(VOCM)是
利用内部基准电压设置为1.5 V(见图42)。
9.5kΩ
FBKP
VBAT (V)
目标VOCM (V)
电阻值(Ω)
接至
任何
任何
任何
1.8
2.0
2.5
47,500
28,500
14,250
COMM
COMM
COMM
OUTP = 1.5V + VOUT/2
IOUT
R1
VREF = 1.5V
OUTP = 1.5V –
IOUT
FBKM
(VBAT – 1.5V) × 9.5kΩ
+ VOUT/2
R1
VREF = 1.5V
11279-045
OUTM = 1.5V – VOUT/2
9.5kΩ
VBAT
FBKP
9.5kΩ
OUTM = 1.5V –
图42. 设为1.5 V(默认设置)的输出共模电压
9.5kΩ
(VBAT – 1.5V) × 9.5kΩ
+ VOUT/2
R2
VBAT
FBKM
11279-046
与任何差分输出一样，AD8338的输出也是一个以共模电压
表6. 用于提高输出共模电压的电阻值
(电阻连接到COMM)
R2
可以调整AD8338的输出共模电压以直接驱动输入共模要求
图43. 降低输出共模电压(电阻连接在FBKP和FBKM引脚
与VBAT引脚之间)
不同的ADC。为了调整输出共模电压，应在各反馈节点
(FBKP和FBKM)与COMM或VBAT之间增加一个电阻。在
FBKP
各反馈节点与VBAT之间增加一个电阻可降低输出共模电
压；在各反馈节点与COMM之间增加一个电阻可提高输出
COMM
R1
9.5kΩ
OUTP = 1.5V –
共模电压(见图43和图44)。
IOUT
VREF = 1.5V
表5和表6给出了用于降低或提高输出共模电压的电阻值
OUTM = 1.5V –
示例。
9.5kΩ
表5. 用于降低输出共模电压的电阻值
(电阻连接到VBAT)
(0 – 1.5V) × 9.5kΩ
+ VOUT/2
R1
FBKM
(0 – 1.5V) × 9.5kΩ
+ VOUT/2
R2
COMM
R2
VBAT (V)
目标VOCM (V)
电阻值(Ω)
接至
5.0
3.3
3.0
0.9
0.9
0.9
55,417
28,500
23,750
VBAT
VBAT
VBAT
11279-047
调整输出共模电压
图44. 提高输出共模电压(电阻连接在FBKP和FBKM引脚
与COMM引脚之间)
AD8338的所有信号处理均使用内部基准电压。因此，虽然
输出共模电压可通过应用外部电阻来改变，但VREF信号
无法改变。对于需要直流耦合到ADC的应用，必须使用差
分放大器。
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AD8338
应用信息
AD8338性能出色，可在不同增益下提供平坦的响应，具有
表7给出了两种数据速率下这些元件的典型值。注意，电
轨到轨输出信号摆幅、高驱动能力和极高的动态范围，功
容C1至C4的值相等，电感L2和L1的值相等。
耗低至12 mW。这些特性使得AD8338非常适合电池供电设
表7. 无功滤波器元件的典型值
备、低频和基带应用以及许多其它应用。
数据速率
19,200 bps
57,600 bps
简单的开关键控(OOK)接收机
对于低复杂度、低功耗数据通信，利用开/关状态的调制
载波信号构建的简单链路可为设计人员提供一种快速且具
C1至C4
12 nF
3.9 nF
载波衰减，
f = 6.78 MHz
−101 dB
−73 dB
L1和L2
240 µH
82 µH
AD8338与ADC接口
性价比的解决方案。这种设计可用于许多应用，包括非干
AD8338非常适合驱动高速模数转换器(ADC)，与ADI公司
扰机械系统之间的近场通信、低数据速率传感器、RFID
的许多ADC兼容。本例说明AD8338与AD7451的接口。
标签等。
AD7451是一款低功耗3.0 V ADC，价格极具竞争力，同样
图45所示的原理图显示了一个完整的电感遥测开关键控
适合低成本整体解决方案。
(OOK)前端。晶体针对目标接收频率进行切割，形成一个
图46显示了AD8338与AD7451的基本连接。AD8338提供的
超窄带滤波器，通常在6.78 MHz ISM频段。
共模电压在AD7451的额定范围内。
AD8338放大信号(增益由外部控制器设置)并驱动一个全波
AD8338可以直接耦合到AD7451以实现最高性能水平的完
整流桥。此桥的输出经过低通滤波，进入100 Ω终端电阻。
全DC至18 MHz操作，工作功耗很低(典型值为160 mW)。
此设计可提供出色的RF抑制，并且还能为随后的决策级提
利用该无缝接口可实现小尺寸、高性能的数据采集系统，
供出色的基带信息恢复。
这是许多现场仪表的理想选择。VGA之前放置一个滤波器
无功滤波器元件(电容C1至C4和电感L1、L2)设置基带恢复
可提供抗混叠功能并限制噪声。
性能。设计权衡是利用基带响应来换取RF衰减。
对于调制信息并非在信号幅度中编码的应用，使用AD8338
的AGC特性可降低采样信号的误码率。
3.0V
VREF
L1
MODE
D1
INPR
U1
GAIN
OOK_P
C2
OUTM
D4
R2
100Ω
L2
D3
C3
C5
0.1µF
R1
100Ω
OOK_M
C4
11279-048
DETO
C6
0.01µF
C1
D2
OUTP
AD8338
COMM
INMR
OFSN
CTUNE
VREF
图45. 完整的低功耗OOK接收机
3.0V
3.0V
VREF
MODE
R1
49.9Ω
C1
0.1µF
C2
0.1µF
VDD
INPR
OUTP
OUTM
VIN+
VIN–
VREF
SCLK
AD7451 SDATA
GND
CS
C3
0.1µF
VREF
TO
MICROCONTROLLER
11279-049
OFSN
INMR
AD8338
COMM
FILTER
OUTPUT
U1
DETO
ANTENNA
CRYSTAL
图46. AD7451 ADC的基本连接
Rev. 0 | Page 15 of 16
AD8338
外形尺寸
0.30
0.23
0.18
0.50
BSC
12
13
16
PIN 1
INDICATOR
1
1.75
1.60 SQ
1.45
EXPOSED
PAD
9
TOP VIEW
0.80
0.75
0.70
0.50
0.40
0.30
8
4
BOTTOM VIEW
0.05 MAX
0.02 NOM
COPLANARITY
0.08
0.20 REF
SEATING
PLANE
5
0.25 MIN
FOR PROPER CONNECTION OF
THE EXPOSED PAD, REFER TO
THE PIN CONFIGURATION AND
FUNCTION DESCRIPTIONS
SECTION OF THIS DATA SHEET.
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-220-WEED-6.
08-16-2010-E
PIN 1
INDICATOR
3.10
3.00 SQ
2.90
图47. 16引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_WQ]
3 mm x 3 mm，超薄四方体
(CP-16-22)
尺寸单位：mm
订购指南
型号1
AD8338ACPZ-R7
AD8338ACPZ-RL
1
温度范围
−40°C至+85°C
−40°C至+85°C
封装描述
16引脚引线框芯片级封装[LFCSP_WQ]
16引脚引线框芯片级封装[LFCSP_WQ]
Z = 符合RoHS标准的器件。
©2013 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and
registered trademarks are the property of their respective owners.
D11279sc-0-4/13(0)
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封装选项
CP-16-22
CP-16-22
标识
Y4K
Y4K