100 MHz至4000 MHz RF/IF数字控制VGA ADL5240 产品特性 概述 工作频率：100 MHz至4000 MHz ADL5240是一款高性能数字控制可变增益放大器(VGA)， 数字控制VGA，配有串行和并行接口 工作频率范围为100 MHz至4000 MHz。该VGA集成一个高 6位、0.5 dB数字步进衰减器 性能、20 dB增益、内部匹配的放大器(AMP)和一个6位数 增益控制范围：31.5 dB；步长精度：±0.25 dB 字步进衰减器(DSA)，DSA以0.5 dB步长和±0.25 dB步长精 增益模块放大器规格 度提供31.5 dB增益控制范围。DSA的衰减可以通过串行或 增益：19.7 dB (2.14 GHz) 并行接口进行控制。 OIP3：41.0 dBm (2.14 GHz) 增益模块和DSA在输入和输出端内部匹配至50 Ω，且均独 P1dB：19.5 dBm (2.14 GHz) 立偏置。独立偏置允许使用ADL5240的全部或部分，这样 噪声系数：2.9 dB (2.14 GHz) 通过设计即可轻松实现重用。ADL5240的引脚排列允许将 可分别设置增益模块或数字步进衰减器为第一位 增益模块或DSA设置为第一位，为VGA的信号链设计提供 采用4.75 V至5.25 V单电源供电 了极大的灵活性。 低静态电流：93 mA ADL5240的功耗仅为93 mA，采用4.75 V至5.25 V单电源供 高效散热型5 mm × 5 mm、32引脚LFCSP封装 电。该VGA采用高效散热型5 mm × 5 mm、32引脚LFCSP 配套器件ADL5243集成¼ W驱动放大器以驱动增益模块和 封装，额定工作温度范围为−40℃至+85℃。同时提供配置 DSA的输出 齐全的评估板。 应用 无线基础设施 自动测试设备 功能框图 SEL D0/CLK D1/DATA D2/LE D3 D4 D5 D6 射频/中频增益控制 32 31 30 29 28 27 26 25 VDD 1 24 VDD SERIAL/PARALLEL INTERFACE NC 2 23 NC NC 3 22 NC DSAIN 4 21 DSAOUT 0.5dB 1dB 2dB 4dB 8dB 16dB NC 5 NC 6 20 NC 19 NC ADL5240 AMP NC 7 18 NC 15 16 09430-001 NC 图1 14 NC NC 13 AMPIN 12 NC 11 NC 10 AMPOUT/VCC 17 NC 9 NC NC 8 Rev. 0 Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 www.analog.com Fax: 781.461.3113 ©2011 Analog Devices, Inc. All rights reserved. ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供 的最新英文版数据手册。 ADL5240 目录 特性.....................................................................................................1 典型工作特性 .................................................................................10 应用.....................................................................................................1 应用信息 ..........................................................................................15 概述.....................................................................................................1 基本布局连接 ............................................................................15 功能框图 ............................................................................................1 SPI时序 .......................................................................................17 修订历史 ............................................................................................2 环路性能.....................................................................................19 规格.....................................................................................................3 散热考虑.....................................................................................20 绝对最大额定值...............................................................................8 评估板 ..............................................................................................21 ESD警告........................................................................................8 外形尺寸 ..........................................................................................24 引脚配置和功能描述 ......................................................................9 订购指南.....................................................................................24 修订历史 2011年7月—修订版0：初始版 Rev. 0 | Page 2 of 24 ADL5240 技术规格 VDD = 5 V，VCC = 5 V且TA = 25°C 表1. 参数 整体功能 频率范围 测试条件/注释 放大器频率 = 150 MHz 增益 对频率 对温度 对电源 输入回损 输出回损 输出1 dB压缩点 输出三阶交调截点 噪声系数 放大器频率 = 450 MHz 增益 对频率 对温度 对电源 输入回损 输出回损 输出1 dB压缩点 输出三阶交调截点 噪声系数 放大器频率 = 748 MHz 增益 对频率 对温度 对电源 输入回损 输出回损 输出1 dB压缩点 输出三阶交调截点 噪声系数 放大器频率 = 943 MHz 增益 对频率 对温度 对电源 输入回损 输出回损 输出1 dB压缩点 输出三阶交调截点 噪声系数 使用AMPIN和AMPOUT引脚 最小值 典型值 最大值 单位 100 ±50 MHz −40°C ≤ TA ≤ +85°C 4.75 V 至 5.25 V S11 S22 ∆f = 1 MHz, POUT = 4 dBm/信号音 4000 MHz 17.6 ±1.0 ±0.04 ±0.04 −10.4 −7.7 18.3 30.0 2.8 dB dB dB dB dB dB dBm dBm dB 20.3 ±0.11 ±0.36 ±0.01 −18.3 −15.7 20.2 39.0 2.9 dB dB dB dB dB dB dBm dBm dB 20.6 ±0.01 ±0.31 ±0.01 −25.7 −23.7 20.2 40.0 2.7 dB dB dB dB dB dB dBm dBm dB 使用AMPIN和AMPOUT引脚 ±50 MHz −40°C ≤ TA ≤ +85°C 4.75 V 至 5.25 V S11 S22 ∆f = 1 MHz, POUT = 4 dBm/tone 使用AMPIN和AMPOUT引脚 ±50 MHz −40°C ≤ TA ≤ +85°C 4.75 V 至 5.25 V S11 S22 ∆f = 1 MHz, POUT = 4 dBm/信号音 使用AMPIN和AMPOUT引脚 19.0 ±18 MHz −40°C ≤ TA ≤ +85°C 4.75 V 至 5.25 V S11 S22 18.5 ∆f = 1 MHz, POUT = 4 dBm/信号音 Rev. 0 | Page 3 of 24 20.5 ±0.01 ±0.27 ±0.01 −30.3 −24.8 20.1 40.0 2.7 22.0 dB dB dB dB dB dB dBm dBm dB ADL5240 参数 放大器频率 = 1,960 MHz 增益 对频率 对温度 对电源 输入回损 输出回损 输出1 dB压缩点 输出三阶交调截点 噪声系数 放大器频率 = 2,140 MHz 增益 对频率 对温度 对电源 输入回损 输出回损 输出1 dB压缩点 输出三阶交调截点 噪声系数 放大器频率 = 2,630 MHz 增益 对频率 对温度 对电源 输入回损 输出回损 输出1 dB压缩点 输出三阶交调截点 噪声系数 放大器频率 = 3,600 MHz 增益 对频率 对温度 对电源 输入回损 输出回损 输出1 dB压缩点 输出三阶交调截点 噪声系数 DSA频率 = 150 MHz 插入损耗 对频率 对温度 衰减范围 衰减步长误差 衰减绝对误差 输入回损 输出回损 输入三阶交调截点 测试条件/注释 使用AMPIN和AMPOUT引脚 最小值 典型值 最大值 19.8 ±0.03 ±0.26 ±0.03 −11.9 −12.6 19.8 40.0 2.9 ±30 MHz −40°C ≤ TA ≤ +85°C 4.75 V 至 5.25 V S11 S22 ∆f = 1 MHz, POUT = 4 dBm/信号音 单位 dB dB dB dB dB dB dBm dBm dB 使用AMPIN和AMPOUT引脚 18.0 ±30 MHz −40°C ≤ TA ≤ +85°C 4.75 V 至 5.25 V S11 S22 17.5 ∆f = 1 MHz, POUT = 4 dBm/信号音 19.7 ±0.02 ±0.25 ±0.04 −11.0 −12.0 19.5 41.0 2.9 22.0 dB dB dB dB dB dB dBm dBm dB 19.6 ±0.01 ±0.22 ±0.04 −11.0 −13.3 19.9 41.0 2.9 22.0 dB dB dB dB dB dB dBm dBm dB 使用AMPIN和AMPOUT引脚 18.0 ±60 MHz −40°C ≤ TA ≤ +85°C 4.75 V 至 5.25 V S11 S22 18.0 ∆f = 1 MHz, POUT = 4 dBm/信号音 使用AMPIN和AMPOUT引脚 ±100 MHz −40°C ≤ TA ≤ +85°C 4.75 V 至 5.25 V S11 S22 ∆f = 1 MHz, POUT = 4 dBm/信号音 使用DSAIN和DSAOUT引脚 最小衰减 ±50 MHz −40°C ≤ TA ≤ +85°C 所有衰减状态 所有衰减状态 最小衰减 最小衰减 ∆f = 1 MHz，POUT = 4 dBm/信号音，最小衰减 Rev. 0 | Page 4 of 24 19.6 ±0.03 ±0.05 ±0.10 −15.1 −12.2 18.8 37.0 3.1 dB dB dB dB dB dB dBm dBm dB −1.5 ±0.12 ±0.09 28.8 ±0.18 ±1.35 −13.3 −13.4 45.5 dB dB dB dB dB dB dB dB dBm ADL5240 参数 DSA频率 = 450 MHz 插入损耗 对频率 对温度 衰减范围 衰减步长误差 衰减绝对误差 输入回损 输出回损 输入三阶交调截点 测试条件/注释 使用DSAIN和DSAOUT引脚 最小衰减 ±50 MHz −40°C ≤ TA ≤ +85°C DSA频率 = 748 MHz 插入损耗 对频率 对温度 衰减范围 衰减步长误差 衰减绝对误差 输入回损 输出回损 输入三阶交调截点 使用DSAIN和DSAOUT引脚 最小衰减 ±50 MHz −40°C ≤ TA ≤ +85°C DSA频率 = 943 MHz 插入损耗 对频率 对温度 衰减范围 衰减步长误差 衰减绝对误差 输入回损 输出回损 输入1 dB压缩点 输入三阶交调截点 DSA频率 = 1,960 MHz 插入损耗 对频率 对温度 衰减范围 衰减步长误差 衰减绝对误差 输入回损 输出回损 输入1 dB压缩点 输入三阶交调截点 使用DSAIN和DSAOUT引脚 最小衰减 ±18 MHz −40°C ≤ TA ≤ +85°C DSA频率 = 2,140 MHz 插入损耗 对频率 对温度 衰减范围 衰减步长误差 衰减绝对误差 输入回损 输出回损 输入1 dB压缩点 输入三阶交调截点 使用DSAIN和DSAOUT引脚 最小衰减 ±30 MHz −40°C ≤ TA ≤ +85°C 所有衰减状态 所有衰减状态 最小衰减 最小衰减 ∆f = 1 MHz，POUT = 4 dBm/信号音，最小衰减 所有衰减状态 所有衰减状态 最小衰减 最小衰减 ∆f = 1 MHz，POUT = 4 dBm/信号音，最小衰减 所有衰减状态 所有衰减状态 最小衰减 最小衰减 最小衰减 ∆f = 1 MHz，POUT = 4 dBm/信号音，最小衰减 使用DSAIN和DSAOUT引脚 最小衰减 ±30 MHz −40°C ≤ TA ≤ +85°C 所有衰减状态 所有衰减状态 最小衰减 最小衰减 最小衰减 ∆f = 1 MHz，POUT = 4 dBm/信号音，最小衰减 所有衰减状态 所有衰减状态 最小衰减 最小衰减 最小衰减 ∆f = 1 MHz，POUT = 4 dBm/信号音，最小衰减 Rev. 0 | Page 5 of 24 最小值 典型值 最大值 单位 −1.5 ±0.02 ±0.10 30.7 ±0.14 ±0.42 −17.6 −17.6 41.0 dB dB dB dB dB dB dB dB dBm −1.6 ±0.02 ±0.11 30.9 ±0.15 ±0.32 −17.4 −17.4 40 dB dB dB dB dB dB dB dB dBm −1.6 ±0.01 ±0.12 30.9 ±0.13 ±0.30 −16.6 −16.5 30.5 48.5 dB dB dB dB dB dB dB dB dBm dBm −2.4 ±0.02 ±0.16 31.0 ±0.15 ±0.29 −12.0 −11.5 31.5 45.0 dB dB dB dB dB dB dB dB dBm dBm −2.5 ±0.02 ±0.17 31.0 ±0.12 ±0.26 −11.9 −11.2 31.5 44.5 dB dB dB dB dB dB dB dB dBm dBm ADL5240 参数 DSA频率 = 2,630 MHz 插入损耗 对频率 对温度 衰减范围 衰减步长误差 衰减绝对误差 输入回损 输出回损 输入1 dB压缩点 输入三阶交调截点 DSA频率 = 3,600 MHz 插入损耗 对频率 对温度 衰减范围 衰减步长误差 衰减绝对误差 输入回损 输出回损 输入1 dB压缩点 输入三阶交调截点 数字步进衰减器增益设置 最小衰减至最大衰减 最大衰减至最小衰减 测试条件/注释 使用DSAIN和DSAOUT引脚 最小衰减 ±60 MHz −40°C ≤ TA ≤ +85°C 所有衰减状态 所有衰减状态 最小衰减 最小衰减 最小衰减 ∆f = 1 MHz，POUT= 4 dBm/信号音，最小衰减 使用DSAIN和DSAOUT引脚 最小衰减 ±100 MHz −40°C ≤ TA ≤ +85°C 所有衰减状态 所有衰减状态 最小衰减 最小衰减 最小衰减 ∆f = 1 MHz，POUT = 4 dBm/信号音，最小衰减 AMP-DSA环路频率 = 943 MHz 增益 对频率 增益范围 输入回损 输出回损 输出1 dB压缩点 输出三阶交调截点 噪声系数 使用AMPIN和DSAOUT引脚，且DSA处于最小衰减 AMP-DSA环路频率 = 2,140 MHz 增益 对频率 增益范围 输入回损 输出回损 输出1 dB压缩点 输出三阶交调截点 噪声系数 使用AMPIN和DSAOUT引脚，且DSA处于最小衰减 ±18 MHz 介于最大衰减和最小衰减两种状态之间 S11 S22 ∆f = 1 MHz，POUT = 1 dBm/信号音 ±30 MHz 介于最大衰减和最小衰减两种状态之间 S11 S22 ∆f = 1 MHz，POUT= 1 dBm/信号音 Rev. 0 | Page 6 of 24 最小值 典型值 最大值 单位 −2.6 ±0.04 ±0.19 31.2 ±0.16 ±0.19 −13.1 −12.0 31.5 43.0 dB dB dB dB dB dB dB dB dBm dBm −2.8 ±0.03 ±0.21 32.1 ±0.37 ±0.31 −20.2 −18.2 31.0 43.0 dB dB dB dB dB dB dB dB dBm dBm 36 36 ns ns 18.9 ±0.01 30.8 −20.5 −19.7 18.6 36.0 2.7 dB dB dB dB dB dBm dBm dB 18.2 ±0.01 31.3 −14.9 −16.4 17.9 37.5 3.0 dB dB dB dB dB dBm dBm dB ADL5240 参数 测试条件/注释 AMP-DSA环路频率 = 2,630 MHz 增益 对频率 增益范围 输入回损 输出回损 输出1 dB压缩点 输出三阶交调截点 噪声系数 使用AMPIN和DSAOUT引脚，且DSA处于最小衰减 DSA-AMP环路频率 = 943 MHz 增益 对频率 增益范围 输入回损 输出回损 输出1 dB压缩点 输出三阶交调截点 噪声系数 使用DSAIN和AMPOUT引脚，且DSA处于最小衰减 DSA-AMP环路频率 = 2140 MHz 增益 对频率 增益范围 输入回损 输出回损 输出1 dB压缩点 输出三阶交调截点 噪声系数 使用DSAIN和AMPOUT引脚，且DSA处于最小衰减 DSA-AMP环路频率 = 2630 MHz 增益 对频率 增益范围 输入回损 输出回损 输出1 dB压缩点 输出三阶交调截点 噪声系数 使用DSAIN和AMPOUT引脚，且DSA处于最小衰减 电源 电压 电源电流 放大器 数字步进衰减器 使用VDD和VCC引脚 最小值 典型值 最大值 单位 17.7 ±0.11 31.5 −15.2 −9.6 16.9 33.7 3.0 dB dB dB dB dB dBm dBm dB 18.9 ±0.01 30.8 −17.2 −23.7 20.2 40.0 4.4 dB dB dB dB dB dBm dBm dB 18.0 ±0.01 31.1 −13.7 −10.0 19.7 37.5 4.9 dB dB dB dB dB dBm dBm dB 18.2 ±0.01 31.7 −15.7 −16.9 19.8 40.8 5.2 dB dB dB dB dB dBm dBm dB ±60 MHz S11 S22 ∆f = 1 MHz，POUT = 1 dBm/信号音 ±18 MHz 介于最大衰减和最小衰减两种状态之间 S11 S22 ∆f = 1 MHz，POUT = 4 dBm/信号音 ±30 MHz 介于最大衰减和最小衰减两种状态之间 S11 S22 ∆f = 1 MHz，POUT = 4 dBm/信号音 ±60 MHz 介于最大衰减和最小衰减两种状态之间 S11 S22 ∆f = 1 MHz，POUT = 4 dBm/信号音 4.75 Rev. 0 | Page 7 of 24 5.0 5.25 V 93 0.5 120 mA mA ADL5240 绝对最大额定值 ESD警告 表2. 参数 电源电压(VDD, VCC) 输入功率 AMPIN DSAIN 内部功耗 θJA(裸露焊盘焊接到下方) θJC(裸露焊盘为接触点) 最高结温 引脚温度(焊接，60秒) 工作温度范围 存储温度范围 额定值 6.5 V 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。 16 dBm 30 dBm 0.5 W 36.8°C/W 6.9°C/W 150°C 240°C −40℃至+85℃ -65℃至+150℃ 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，不表示在这些条件下或者在任何其 它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，器件能 够正常工作。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 8 of 24 ADL5240 32 31 30 29 28 27 26 25 SEL D0/CLK D1/DATA D2/LE D3 D4 D5 D6 引脚配置和功能描述 1 2 3 4 5 6 7 8 PIN 1 INDICATOR ADL5240 TOP VIEW (Not to Scale) 24 23 22 21 20 19 18 17 VDD NC NC DSAOUT NC NC NC NC NOTES 1. NC = NO CONNECT. DO NOT CONNECT TO THIS PIN. 2. THE EXPOSED PAD MUST BE CONNECTED TO GROUND. 09430-002 NC AMPOUT/VCC NC NC NC NC AMPIN NC 9 10 11 12 13 14 15 16 VDD NC NC DSAIN NC NC NC NC 图2. 引脚配置 表3. 引脚功能描述 引脚编号 1, 24 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 23 4 10 引脚名称 VDD NC 描述 DSA的电源电压。将此引脚连接到5 V电源。 不连接。请勿连接该引脚。 DSAIN AMPOUT/VCC DSA的RF输入。 15 21 25 26 27 28 29 30 31 32 AMPIN DSAOUT D6 D5 D4 D3 D2/LE D1/DATA D0/CLK SEL EPAD 放大器的RF输出/放大器的电源电压。 通过在此引脚上连接一个扼流圈电感对放大器进行偏置。 放大器的RF输入。 DSA的RF输出。 并行模式下的数据位(LSB)。在串行模式下，请将此引脚连接到电源。 并行模式下的数据位。在串行模式下，请将此引脚连接到地。 并行模式下的数据位。在串行模式下，请将此引脚连接到地。 并行模式下的数据位。在串行模式下，请将此引脚连接到地。 并行模式下的数据位/串行模式下的锁存使能。 并行模式下的数据位(MSB)/串行模式下的数据。 在并行模式下，请将此引脚连接到地。此引脚在串行模式下用作时钟。 选择引脚。将此引脚连接到电源，选择并行工作模式； 将此引脚连接到地，选择串行工作模式。 裸露焊盘。裸露焊盘必须接地。 Rev. 0 | Page 9 of 24 ADL5240 典型工作特性 40 45 28 40 26 35 25 20 24 30 15 GAIN 22 25 10 20 20 NF 5 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 18 2.8 3.2 3.6 FREQUENCY (GHz) 16 15 +85°C +25°C –40°C 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 OIP3 (dBm) P1dB (dBm) P1dB 2.4 2.8 3.2 10 3.6 09430-006 30 0 30 OIP3 35 09430-003 NOISE FIGURE, GAIN, P1dB, OIP3 (dB, dBm) 45 FREQUENCY (GHz) 图3. AMP：增益、P1dB、OIP3 (POUT = 4 dBm/信号音) 和噪声系数与频率的关系 图6. AMP：OIP3 (POUT = 4 dBm/信号音) 和P1dB与频率和温度的关系 46 21.0 20.5 943MHz 42 –40°C 748MHz 40 20.0 2140MHz 1960MHz 44 OIP3 (dBm) GAIN (dB) 38 19.5 +25°C +85°C 19.0 36 450MHz 34 32 2630MHz 30 18.5 28 150MHz 26 18.0 3600MHz 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 FREQUENCY (GHz) 22 –5 –3 –1 9 515 173 3.6 4.0 POUT PER TONE (dBm) 图7. AMP：OIP3与POUT 和频率的关系 图4. AMP：增益与频率和温度的关系 0 4.5 –5 4.0 –10 +85°C NOISE FIGURE (dB) S22 –15 –20 S12 –25 3.5 +25°C 3.0 –40°C 2.5 –30 2.0 –35 S11 –40 0.1 0.5 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5 2.9 3.3 3.7 FREQUENCY (GHz) 4.1 09430-005 S-PARAMETERS (dB) 11 7 13 09430-007 0.4 09430-004 0 09430-008 24 17.5 1.5 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 FREQUENCY (GHz) 图8. AMP：噪声系数与频率和温度的关系 图5. AMP：输入回损(S11)、输出回损 (S22) 和反向隔离(S12)与频率的关系 Rev. 0 | Page 10 of 24 1 ADL5240 0 1.0 0dB 0.8 –5 0.6 STEP ERROR (dB) –15 –20 –25 –30 0.4 0.2 0 –0.2 –0.4 31dB –0.6 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5 2.9 3.3 3.7 4.1 FREQUENCY (GHz) –1.0 0.1 09430-009 0.5 –16 16dB –21 +85°C +25°C –40°C –26 450MHz 1.3 1.7 2.1 2.5 2.9 3.3 3.7 4.1 450MHz 748MHz 943MHz 2140MHz 0 943MHz 2630MHz –0.2 –0.4 3600MHz 0 8 12 4 16 20 24 28 32 4.1 ATTENUATION (dB) 图13. DSA：绝对误差与衰减的关系 0 1960MHz 2140MHz 2630MHz 3600MHz –5 INPUT RETURN LOSS (dB) 0.3 4.1 1960MHz 0.2 –1.0 09430-010 0.9 3.7 0.4 图10. DSA：衰减与频率和温度的关系 0.4 3.3 –0.8 FREQUENCY (GHz) 0.5 2.9 –0.6 31.5dB 0.5 2.5 0.6 ABSOLUTE ERROR (dB) ATTENUATION (dB) 4dB 8dB –36 0.1 2.1 748MHz 0.8 –11 1.7 1.0 –31 0.2 0.1 0 –0.1 –0.2 –0.3 –10 0dB –15 –20 31.5dB –25 –30 –35 –0.4 0 8 12 4 16 20 24 28 ATTENUATION (dB) 32 09430-011 STEP ERROR (dB) 1.3 图12. DSA：步长误差与频率的关系(所有衰减状态) 0dB –6 –0.5 0.9 FREQUENCY (GHz) 图9. DSA：衰减与频率的关系 –1 0.5 09430-016 –0.8 31.5dB –40 0.1 09430-012 –35 31.5dB 30.5dB 16dB 09430-013 ATTENUATION (dB) –10 图11. DSA：步长误差与衰减的关系 –40 0.1 0.5 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5 2.9 3.3 3.7 FREQUENCY (GHz) 图14. DSA：输入回损与频率的关系(所有状态) Rev. 0 | Page 11 of 24 ADL5240 0 OUTPUT RETURN LOSS (dB) –5 –10 0dB –15 3 –20 31.5dB –25 4 –30 0.5 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5 2.9 3.3 3.7 4.1 FREQUENCY (GHz) CH3 2.00V 图15. DSA：输出回损与频率的关系(所有状态) CH4 200mV M10ns 10GS/s A CH3 IT 1.0ps/pt 1.24V 09430-018 –40 0.1 09430-014 –35 图18. DSA：增益建立时间(0 dB至31.5 dB) 36 50 35 45 33 35 32 30 IP1dB 30 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 3 4 25 2.7 3.0 3.3 20 3.6 FREQUENCY (GHz) CH3 2.00V 图16. DSA：输入P1dB和输入IP3与频率的关系 (最小衰减状态) 1.24V 22 100 2140MHz 50 2630MHz 20 0 –50 –100 4 8 12 16 GAIN 16 14 12 10 8 6 NOISE FIGURE 4 2 943MHz 0 18 20 24 ATTENUATION (dB) 28 32 图17. DSA：相位与衰减的关系 0 0.1 0.5 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5 2.9 3.3 3.7 FREQUENCY (GHz) 图20. AMP-DSA环路：增益和噪声系数与 频率的关系(最小衰减状态) Rev. 0 | Page 12 of 24 4.1 09430-020 1960MHz GAIN AND NOISE FIGURE (dB) 150 09430-017 PHASE (Degrees) M10ns 10GS/s A CH3 IT 1.0ps/pt 图19. DSA：增益建立时间(31.5 dB至0 dB) 200 –150 CH4 200mV 09430-019 31 IIP3 (dBm) 40 09430-015 IP1dB (dBm) IIP3 34 ADL5240 0 22 20 –5 S11 –10 –15 –20 –25 S12 –30 –35 0.5 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5 2.9 3.3 3.7 4.1 FREQUENCY (GHz) 14 12 10 8 6 4 0 0.1 NOISE FIGURE 0.5 0.9 1.3 1.7 2.1 2.5 2.9 3.3 3.7 4.1 FREQUENCY (GHz) 图21. AMP-DSA环路：输入回损(S11)、输出回损 (S22)和反 向隔离(S12)与频率的关系(最小衰减状态) 图24. DSA-AMP环路：增益和噪声系数与 频率的关系(最小衰减状态) 40 0 38 –5 36 S22 943MHz S-PARAMETERS (dB) 34 OIP3 (dBm) GAIN 16 2 09430-021 –40 0.1 18 09430-024 S-PARAMETERS (dB) GAIN AND NOISE FIGURE (dB) S22 32 2140MHz 30 2630MHz 28 26 –10 S11 –15 –20 –25 S12 24 –30 –2 8 10 6 12 414 162 POUT (dBm) –35 0.1 0 44 19.5 42 OIP3 (dBm) 2140MHz 2630MHz 17.5 2.1 2.5 2.9 3.3 3.7 4.1 943MHz 36 34 32 2140MHz 30 17.0 28 16.5 2630MHz 26 –2 8 10 6 12 14 4 162 18 020 POUT (dBm) 09430-023 GAIN (dB) 38 16.0 –4 1.7 40 943MHz 18.0 1.3 图25. DSA-AMP环路：输入回损(S11)、输出回损 (S22) 和反向隔离(S12)与频率的关系(最小衰减状态) 20.0 18.5 0.9 FREQUENCY (GHz) 图22. AMP-DSA环路：OIP3与POUT 和频率的关系 (最小衰减状态) 19.0 0.5 09430-025 –4 图23. AMP-DSA环路：增益与POUT 和频率的关系 (最小衰减状态) 24 –6 –4 –2 8 10 6 12 POUT (dBm) 图26. DSA-AMP环路：OIP3与POUT 和 频率的关系(最小衰减状态) Rev. 0 | Page 13 of 24 414 162 09430-026 20 –6 09430-022 22 0 ADL5240 30 20.0 19.5 PERCENTAGE (%) GAIN (dB) 25 943MHz 19.0 18.5 2140MHz 18.0 2630MHz 17.5 20 15 10 17.0 20.5 09430-030 09430-031 20.4 20.3 20.2 20.1 20.0 19.9 19.8 19.7 图30. AMP：2140 MHz时的P1dB分布 110 30 105 25 5.25V 100 PERCENTAGE (%) 5.00V 95 4.75V 90 20 15 10 5 85 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 TEMPERATURE (°C) 0 09430-028 80 –40 –30 –20 –10 OIP3 (dBm) 图28. AMP：电源电流与电压和温度的关系 图31. AMP：2140 MHz时的OIP3分布 70 30 60 25 50 PERCENTAGE (%) 35 20 15 40 30 20.5 09430-029 GAIN (dB) 20.4 20.3 20.2 20.1 20.0 19.9 19.8 19.7 19.6 19.5 19.4 19.3 0 19.2 0 19.1 10 19.0 5 18.9 20 18.8 10 图29. AMP：2140 MHz时的增益分布 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 NOISE FIGURE (dB) 图32. AMP：2140 MHz时的噪声系数分布 Rev. 0 | Page 14 of 24 4.0 09430-032 SUPPLY CURRENT (mA) 19.6 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 P1dB (dBm) 图27. DSA-AMP环路：增益与POUT 和频率的关系(最小衰减状态) PERCENTAGE (%) 19.5 0 19.4 020 19.3 162 18 19.2 14 4 19.1 10 6 12 19.0 8 POUT (dBm) 18.9 –2 09430-027 16.0 –4 18.8 5 16.5 ADL5240 应用信息 基本布局连接 使用ADL5240的基本连接如图33所示。 SERIAL PARALLEL INTERFACE VDD VDD C8 1 2 3 100pF DSAIN 4 C6 VDD VDD NC NC NC NC DSAIN 5 NC 6 NC 7 NC 8 SEL D0/CLK D1/DATA D2/LE D3 D4 D5 D6 32 31 30 29 28 27 26 25 ADL5240 DSAOUT NC NC NC AMPOUT/VCC NC NC NC NC AMPIN NC 0.1µF NC NC NC 24 23 22 21 20 19 100pF DSAOUT C7 18 17 9 10 11 12 13 14 15 16 0.1µF 0.1µF C2 AMPIN C1 L1 470nH C3 68pF C4 VCC 1.2nF C5 1µF 图33. 基本连接 Rev. 0 | Page 15 of 24 09430-033 AMPOUT ADL5240 放大器偏置 DSA RF输入接口 ADL5240中 放 大 器 的 直 流 偏 置 由 电 感 L1提 供 并 连 接 到 引脚4是ADL5240中DSA的RF输入端。在整个频率范围 AMPOUT引脚。三个去耦电容(C3、C4和C5)用于防止RF 内，DSA的输入阻抗均接近50 Ω，因此无需任何外部元件。 信号传播到直流线路上。直流电源电压范围为4.75 V至 只需要一个隔直电容(C6)。 5.25 V，并应连接到评估板上的VCC测试点。 DSA RF输出接口 数字步进衰减器偏置 引脚21是ADL5240中DSA的RF输出端。在整个频率范围 DSA的偏置由VDD引脚提供。建议在VDD走线上连接至少 内，DSA的输出阻抗均接近50 Ω，因此无需任何外部元件。 一个去耦电容(C8)。电压范围为4.75 V至5.25 V，并应连接 只需要一个隔直电容(C7)。 到评估板上的VDD测试点。如图所示，DSA可以在直流电 DSA SPI接口 压低至2.5 V的情况下工作。 ADL5240中的DSA可以采用串行模式或并行模式。引脚32 放大器RF输入接口 (SEL)控制工作模式选择。要选择串行模式，请将SEL连接 引脚15是ADL5240中放大器的RF输入端。放大器的输入端 到地；而要选择并行模式，请将SEL连接到VDD。在并行 内部匹配至50 Ω，因此无需任何外部元件。只需要一个隔 模式下，引脚25至引脚30(D6至D1)为数据位，其中D6为 直电容(C1)。 LSB。在并行工作模式下，请将引脚31 (D0)连接到地。在 放大器RF输出接口 串 行 模 式 下 ， 引 脚 29为 锁 存 使 能 (LE)， 引 脚 30为 数 据 引脚10是ADL5240中放大器的RF输出端。放大器的输出端 内部匹配至50 Ω，因此无需任何外部元件。只需要一个隔 直电容(C2)。偏置由此引脚通过一个扼流圈电感提供。 (DATA)，而引脚31则为时钟(CLK)。在串行模式下，引脚 26、引脚27和引脚28不使用，并应连接到地。在串行工作 模式下，引脚25 (D6)应连接到VDD。为了防止噪声耦合到 数字信号中，可以在各条数据线路上增加一个RC滤波器。 Rev. 0 | Page 16 of 24 ADL5240 SPI时序 表4. 模式选择表 引脚32 (SEL) 连接到地 连接到电源 表5详细说明了SPI信号(即时钟(CLK)、锁存使能(LE)和数 据(DATA)信号)的时序特性，而图34显示了相应的 SPI时序 图。 功能 串行模式 并行模式 SPI时序序列 图35所示为采用6位工作模式时SPI功能的时序序列。时钟 频率最高为20 MHz。在串行模式下，寄存器B5 (MSB)在最 前，寄存器B0 (LSB)则在最后。 表5. SPI时序建立 参数 fCLK t1 t2 t3 t4 t5 t6 限值 10 30 30 10 10 10 30 单位 MHz ns(最小值) ns(最小值) ns(最小值) ns(最小值) ns(最小值) ns(最小值) 测试条件/注释 数据时钟频率 时钟高电平时间 时钟低电平时间 数据至时钟建立时间 时钟至数据保持时间 时钟低电平至LE建立时间 LE脉冲宽度 t1 t5 CLK t2 t3 DATA t4 MSB B5 B4 B3 B2 B1 LSB B0 09430-034 t6 LE 图34. SPI时序图(数据以MSB优先方式加载，串行模式) D0/CLK D1/DATA MSB B5 B4 B3 B2 B1 LSB B0 D6 图35. SPI时序图(串行模式) Rev. 0 | Page 17 of 24 09430-035 D2/LE ADL5240 表6. DSA衰减真值表—串行模式 衰减状态(dB) 0 (参考) 0.5 1.0 2.0 4.0 8.0 16.0 31.5 B5 (MSB) 1 1 1 1 1 1 0 0 B4 1 1 1 1 1 0 1 0 B3 1 1 1 1 0 1 1 0 B2 1 1 1 0 1 1 1 0 B1 1 1 0 1 1 1 1 0 B0 (LSB) 1 0 1 1 1 1 1 0 D2 1 1 1 1 1 0 1 0 D3 1 1 1 1 0 1 1 0 D4 1 1 1 0 1 1 1 0 D5 1 1 0 1 1 1 1 0 D6 (LSB) 1 0 1 1 1 1 1 0 表7. DSA衰减真值表—并行模式 衰减状态(dB) 0 (参考) 0.5 1.0 2.0 4.0 8.0 16.0 31.5 D1 (MSB) 1 1 1 1 1 1 0 0 Rev. 0 | Page 18 of 24 ADL5240 环路性能 可以配置ADL5240，使得DSA位于放大器之前(见图36)或 放大器位于DSA之间(见图37)。两种环路配置的性能如图 20至图27所示。要改善整体回损，可以在放大器和DSA之 间放置一个分流电容。这样可帮助对准两个模块的相位。 SERIAL PARALLEL INTERFACE VDD VDD C7 1 2 3 100pF RFIN 4 C6 VDD VDD NC NC NC NC DSAIN 5 NC 6 NC 7 NC 8 SEL D0/CLK D1/DATA D2/LE D3 D4 D5 D6 32 31 30 29 28 27 26 25 ADL5240 DSAOUT NC NC NC AMPOUT/VCC NC NC NC NC AMPIN NC 0.1µF NC NC NC 24 23 22 21 20 19 18 17 9 10 11 12 13 14 15 16 100pF 0.1µF C2 C1 L1 470nH C3 68pF C4 VCC 1.2nF C5 1µF 图36. DSA-AMP环路配置 Rev. 0 | Page 19 of 24 09430-036 RFOUT ADL5240 SERIAL PARALLEL INTERFACE VDD VDD C7 1 2 3 4 VDD VDD NC NC NC NC DSAIN 5 NC 6 NC 7 NC 8 C2 100pF SEL D0/CLK D1/DATA D2/LE D3 D4 D5 D6 32 31 30 29 28 27 26 25 ADL5240 DSAOUT NC NC NC AMPOUT/VCC NC NC NC NC AMPIN NC 0.1µF NC NC NC 24 23 22 21 20 19 100pF RFOUT C6 18 17 9 10 11 12 13 14 15 16 0.1µF RFIN C1 L1 470nH C3 68pF C4 VCC 1.2nF 1µF 09430-037 C5 图37. AMP-DSA环路配置 散热考量 ADL5240采用高效散热型5 mm × 5 mm、32引脚LFCSP封 装。结至空气的热阻(θJA)为36.8°C/W。该热阻是通过假设 产品采用标准4层JEDEC板且带有25个以环氧树脂填充的导 电散热通孔而得出。结至壳的热阻(θJC)为6.9°C/W，其中外 壳是引脚架构封装的裸露焊盘。 采用5 V电源供电时，ADL5240的功耗约为93 mA。虽然器 件功耗小于0.5 W，但为实现最佳散热性能，建议在LFCSP 09430-038 的裸露焊盘下添加尽可能多的散热通孔。本节中的热阻值 假设至少25个散热通孔以5 × 5阵列形式排列、直径为13 mil 且间距为25 mil。图38所示为裸露焊盘下的散热通孔分布特 图38. 裸露焊盘的散热通孔分布图 写图。 Rev. 0 | Page 20 of 24 ADL5240 评估板 ADL5240评估板的原理图如图39所示，评估板配置选项详 ADL5240的工作方式有两种：放大器位于DSA之前(AMP- 见表8，ADL5240评估板的布局则如图40和图41所示。评估 DSA环路配置)或DSA位于放大器之前(DSA-AMP环路配 板上的每条RF走线均具有50 Ω的特征阻抗且采用Rogers3003 置)。经过适当配置，评估板可以处理任何一种选项。正常 材料制造。此外，每条走线均为共面波导(CPWG)，宽度 工作模式下，R12和R13开路，R10和R11为0 Ω并用于端接 为25 mil、间距为20 mil且电介质厚度为10 mil。DSA和放大 耦合到旁路走线上的任何RF。要将ADL5240配置为AMP- 器的输入和输出均应使用大小合适的电容进行交流耦合， DSA环路配置，R12应替换为电容，R13应替换为0 Ω电 以确保宽带性能。放大器的偏置由连接到AMPOUT引脚的 阻，R10和R11应保持开路状态。同样，要将ADL5240配置 扼流圈提供。建议在所有电源线路上连接旁路电容，将RF 为DSA-AMP环路配置，R16应替换为电容，R17应替换为 耦合降至最低。DSA和放大器可以单独进行偏置或使用电 0 Ω电阻，R14和R15应保持开路状态。 阻R2和R1连接到VDD层。 数字信号走线集成RC滤波器，以防潜在噪声耦合到信号 上。在正常工作模式下，电阻R3至R9为0 Ω，电容C9至 C15开路。 Rev. 0 | Page 21 of 24 ADL5240 DATA LE CLK R3 R5 0 0 R6 R7 0 0 3 2 AGND R9 0 1 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 DNI DNI DNI DNI DNI DNI DNI AGND AGND AGND AGND AGND AGND AGND AGND VDD R2 VDD R8 0 S1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 R4 0 PAD DNI SEL D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 100pF R12 DNI R10 VDD NC NC DSAIN NC NC NC NC ADL5240 0 R11 AGND 0 R13 9 10 11 12 13 14 15 16 AGND VDD NC NC DSAOUT NC NC NC NC NC AMPOUT/VCC NC NC NC NC AMPIN NC 1 2 3 4 5 6 7 8 C1 DSAIN 32 31 30 29 28 27 26 25 AGND C8 0.1µF AGND 24 23 22 21 20 19 18 17 C2 100pF R16 DNI R14 0 R15 AGND AGND 0 DNI R17 DNI C3 C4 AMPOUT AGND 0.1µF DSAOUT AMPIN 0.1µF VCC L1 R1 470nH VDD C7 C6 C5 68pF 1.2nF 1µF AGND 图39. ADL5240评估板 09430-039 DNI 表8. 评估板配置选项 功能/注释 输入/输出隔直电容。 Default Value C1, C2 C3, C4 AMP的输入/输出隔直电容。 C3、C4 = 0.1 μF C5, C6, C7 放大器的电源去耦。与AMPOUT引脚相关的偏置对噪声最为敏感，因为该偏置 直接连接到输出端。最小电容(C7)应尽可能靠近AMPOUT引脚。 C8 DSA的电源去耦。 C9, C10, C11, C12, C13, C14, C15 L1 对送至SPI芯片的数字信号进行滤波的RC滤波器的电容。 C5 = 1 μF C6 = 1.2 nF C7 = 68 pF C8 C9、C10、C11、C12、 C13、C14、C15 = 开路 当VCC连接到5 V电源时，放大器的偏置由L1提供。L1应该在工作频率下具有高 阻抗，而对直流电流提供低电阻。 L1 = 470 nH R1, R2 用于将放大器和DSA的电源连接到相同VDD层的电阻。 R1、R2 = 开路 R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 对送至SPI芯片的数字信号进行滤波的RC滤波器的电阻。 R10, R11, R14, R15 这些电阻用于端接耦合到走线上的RF并闭合环路。 R12, R13, R16, R17 R12和R16替换为电容，R13和R17替换为0 Ω，以闭合环路。 S1 在串行工作模式和并行工作模式之间切换。并行模式时连接到电源，串行模式 则连接到地。 R3、R4、R5、R6、R7、 R8、R9 = 0 Ω R10、R11、R14、 R15 = 0 Ω R12、R13、R16、 R17 = 开路 S1连接到地 元件 C1、C2 = 100 pF Rev. 0 | Page 22 of 24 09430-040 09430-041 ADL5240 图40. 评估板布局—正面 图41. 评估板布局—反面 Rev. 0 | Page 23 of 24 ADL5240 外形尺寸 5.00 BSC SQ 0.60 MAX 0.60 MAX 25 0.50 BSC 1.00 0.85 0.80 12° MAX SEATING PLANE 0.80 MAX 0.65 TYP 0.50 0.40 0.30 8 16 9 BOTTOM VIEW 0.25 MIN 3.50 REF 0.05 MAX 0.02 NOM COPLANARITY 0.08 0.20 REF 0.30 0.25 0.18 PIN 1 INDICATOR 3.45 3.30 SQ 3.15 EXPOSED PAD 17 TOP VIEW 1 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-VHHD-2 05-25-2011-A 4.75 BSC SQ PIN 1 INDICATOR 32 24 图42. 32引脚引脚架构芯片级封装[LFCSP_VQ] 5 mm × 5 mm超薄四方体 (CP-32-3) 图示尺寸单位：mm 订购指南 型号1 ADL5240ACPZ-R7 ADL5240-EVALZ 1 温度范围 −40℃至+85℃ 封装描述 32引脚 LFCSP_VQ，7"卷带和卷盘 评估板 Z = 符合RoHS标准的器件。 ©2011 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D09430sc-0-7/11(0) Rev. 0 | Page 24 of 24 封装选项 CP-32-3