2024年5月15日发(作者：尉迟晔)
轨
-
轨放大器
AD806X
●新特器件应用
-61-
轨
-
轨放大器
AD806X
天津大学生物医学工程与科学仪器系李秋霞李刚
Rail-to-railAm
p
lifiersAD806X
LiQiuxiaLiGan
g
摘要
:AD8061/AD8062/AD8063
是美国
ANALOGDEVICES
公司推出的轨
-
轨输出电压反馈式放大
器。该放大器价格低廉
,
所需供电单电源可低至
2.7V,
特别适合于便携式和电池供电的应用设备。
文中介绍了
AD806X
系列放大器的主要特点和设计原则
,
同时给出了
AD8061/AD8062/AD8063
放大
器组成的单电源同步脉冲分离器、
RGB
信号放大器和多路复用放大器等多种应用电路。
关键词
:
轨
-
轨
;
分类号
:TN722
电压反馈
;
放大器
;
文献标识码
:B
AD806X
文章编号
:1006-6977
(
2002
)
11-0061-03
1
概述
AD8061/AD8062/AD8063
是
AD
公司生产的一
成为最理想的考虑对象。
AD806X
的主要特点如下
:
系列使用方便、价格较低的轨
-
轨输出电压反馈型
放大器。该系列产品具有同类型的高速电流反馈放
大器的典型带宽和压摆率
,
此外还具有较宽的共模
电压输入范围及输出电压摆幅。以上特点使得该系
列器件在电源电压低至
2.7V
的条件下仍可以方便
地使用。
AD8061/AD8062/AD8063
虽然价格低廉
,
但
Ω
的视频设备
,
它工作性能却极佳。对于负载为
150
们的微分增益及微分相位误差分别可以低至
0.01%
和
0.04%,
而其
30MHz
的带宽波纹则仅为
0.1dB;
此外
,
它们还可以提供
300MHz
的带宽和
800V/
μ
s
的压摆率。
AD8061/AD8062/AD8063
作为典型的低功耗放
●价格低
;
●具有单运放
(
AD8061
)
、双运放
(
AD8062
)
和带
禁止控制端的单运放等多种类型可供选择。
●其轨对轨输出摆幅为
6mV/Vos;
●高速运行时
,
该放大器具有
300MHz
的带宽
(
-3dB
)
和
800V/
μ
s
的压摆率。其建立时间为
35ns
(
1V,0.1%
)
。
●工作电源范围为
2.7
～
8V
。
●输入电压范围
:-0.2
～
+3.2V,Vs=5
。
●功耗低
:
典型的放大器电流为
6.8mA
。
●小体积
,
其封装形式如下
:
AD8061
型使用
SOIC-8
或
SOT-23-5
封装
;
AD8062
型使用
SOIC-8
或
μ
SOIC
封装
;
AD8063
型使用
SOIC-8
或
SOT-23-6
封装。
大器
,
在每个放大器的输入电流为
6.8mA
时
,
其驱
动负载能力可达到
50mA
。其中
,AD8063
还能在放大
器停止工作时使电源电流降至
400
因此
,
在设备
μ
A
。
的体积和耗能方面具有较高要求
(
如便携式设备和
采用电池供电的设备
)
时
,AD8063
的优良性能使其
路用一片
MM5450
来同时驱动两个
4
段
LED
数字显
示器。
LED
显示的电源电压为
3V,
显示亮度由一个
Ω
的电位器来控制。该电路设计的精妙之处在
100k
于
:
它用
OUTPUTBIT1
和
OUTPUTBIT2
来对左右两
个
4
段
LED
数字显示器进行开关控制
,
从而使
LED
的显示位数增加了
3
～
4
位。由图
6
可以看出
:
MM5450/5451
是一个非常简单、实用的
LED
显示驱
2AD806X
的引脚功能
图
1
给出了
AD806X
的封装管脚图
,
表
1
为
AD806X
的管脚名称和功能说明。
动器
,
它所需的外围元件少
,
使用方便
,
因而可广泛
用于工业控制显示、中继驱动器、数字时钟、体温计、
计数器、电压表以及其它仪器仪表的数字输出显示
等方面。
收稿日期
:2002-08-28
咨询编号
:021121
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
-62-
《国外电子元器件》
2002
年第
11
期
2002
年
11
月
图
2
使用小电阻与电容负载串联的电路
AD806X
的输入共模信号电压一般可从低于负
电源电压
200mV
到低于正电源电压
1.8V
的范围之
内。超过有效范围上限将导致低带宽和建立稳定的
时间延长。
AD806X
系列不能显示状态的反转
,
当输
入电压超过电源电压时
(
如超过了
0.6V
以上
)
,
输
入级的保护二极管将启动
,
这一特点提高了放大器
对输入电流的牵制能力。
AD806X
放大器在输入过载故障修复后的
40ns
内
,
可以使输出过载故障得到恢复。
AD806X
系列放大器的突出性能特点在于放大
器的带宽和速度
,
而不是电容负载的驱动能力。输
出电容负载会在放大器反馈回路中产生一个极点
,
从而导致过高的输出冲值和潜在的振荡。如果系统
需要电容负载的连接
,
那么
,
将有两种方法可供选
择
:
第一是使用小电阻串联于放大器的输出和负载
电容之间
;
第二是通过增加所有的噪声增益来降低
放大器反馈环路的带宽。
图
2
是在单位增益条件下在放大器输出与负载
电容之间使用串联电阻的电路连接。该方法利用电
阻将电容负载和放大器输出进行了隔离
,
从而避免
了输出电容产生的极点。
图
1AD806X
的管脚排列
3
应用设计
AD806X
系列芯片为高速电压反馈式运算放大
器。采用高压摆率的输入级和单电源拓扑结构
,
所
以能觉察出低于电源电压的信号。当轨
-
轨输出级
驱动轻负载时
,
其输出电压至多低于电源电压
Ω
的负载时
,
该值则可达到
0.3V30mV;
而驱动
150
以下。因此电源电压即使低至
2.7V,
仍可确保
AD806X
的高速运行。
AD806X
的输入共模电压范围在双电源供电时
,
是从负电源电压值
(
确切值为低于该电压
200mV
)
到
低于正电源电压
1.8V
范围内的电压值
;
而在单电
源供电时
,
则可从接地电压到低于电源电压
1.8V
电压范围内的值。在输入信号的振幅从
-Vs
(
或接
地
)
到
+Vs/2,
增益为
2,
供电电压为
3.6V
时
,
AD806X
能提供优良的轨对轨输出电压范围
,
且增益
为
3
。
AD806X
对低于
2.7V
的电源仍能提供轨对轨
输出。在输入电压超过有效范围时
,
对于所有供电
电压的反向增益也并非都有影响
,
只要放大器处于
正输入状态
,
且其参考电压位于放大器的共模输入
范围之内即可。
4
应用举例
4.1
单电源同步脉冲分离器
如果视频信号中含有同步脉冲
,
则应在执行某
一操作前去除该脉冲。因为
A-D
转换时的同步脉
冲会占据一些动态范围
,
因此
,
去除该信号可增加视
频信息转换器的有效动态范围。图
3
为一同步脉冲
分离器的应用电路
,
图中
,AD8061
使用单电源供电
,
其负电源相当于地电平
,
所以放大器的输出最低电
图
3
同步脉冲分离器电路
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
轨
-
轨放大器
AD806X
-63-
频黑色电平条件下
,
该电流将变为零
,
同时
视频电压也变为零
,
因此
,
在使用轨
-
轨高
速放大器前
,
放大器必须配备一负电源以放
大信号。如果该数模转换器输出要驱动第二
个监视器
,
那么
,
此类放大器就必不可少。
高速的轨
-
轨输出放大器如
AD8061
、
AD8062
均能接受电平为地电平输入信号
,
也可输出这类信号。其工作方式同
RGB
信
号放大器相似。如将
AD8061
和
AD8062
组合
使用
,
就能放大具有三个视频通道的
RGB
系统信号。图
4
为该情况下的电路图。
4.3
多路
(
复用
)
器
AD8063
还可用来建立复用器电路。将
两个
(
或多个
)
AD8063
输出连接时
,
如果只
有一个
AD8063
工作
,
则仅有该放大器有信
号输出。当有多个输入信号时
,
这类设备可
用来选择输入信号。此外
,
同一个输入信号
能应用于不同的增益段或不同的谐调滤波
器
,
从而使其成为渐进增益放大器或选频放
大器。
图
5
是用两个
AD8063
组成的复用器
,
该电路可用于选择两个不同的输入信号。其
中一个为
1V
p
-
p
的
3MHz
的正弦波
,
另一个为
2V
p
-
p
的
1MHz
正弦波。
收稿日期
:2002-07-16
咨询编号
:021122
图
4RGB
放大器
平为地电平。该电路可使输出信号最低振幅为黑色
电平
(
地电平
)
且不包含同步电平
:
当同步脉冲低于
黑色电平时
,
该信号不能输出。此外所有的有效视
频信号均可通过放大器在增益为
2
的条件下放大。
而放大后的信号又由后端的传输线变为标准化的单
位增益。
有些单电源设备产生的视频信号含有同步脉
冲
,
但波值为正
,
而此时的黑色电平不是地电平
,
而
是一正电平。对于这种信号
,
电路需作一定改进才
能达到分离同步脉冲的目的
,
将电路中的电阻
R
G
端
与一个两倍于黑色电平的直流电压进行连接
(
而非
直接将
R
G
接地
)
,
并使输入
/
输出的增益为
2,
这时
黑色电平输出时将被放大
2
倍
,
而通过
R
G
后使增益
又被单位化。这样
,
两倍于黑色电平的直流输入电
压最终将使输出黑色电平为地电平。并使有效视频
信号在参考电平为地电平的条件下通过分离器
,
这
样就和前例一样使同步脉冲得到了分离。
4.2RGB
放大器
许多
RGB
图像信号是由视频—数模转换器输
出的
,
该输出将产生一电流
,
并经一电阻接地。在视
图
5
多路
(
复用
)
放大器
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
2024年5月15日发(作者：尉迟晔)
轨
-
轨放大器
AD806X
●新特器件应用
-61-
轨
-
轨放大器
AD806X
天津大学生物医学工程与科学仪器系李秋霞李刚
Rail-to-railAm
p
lifiersAD806X
LiQiuxiaLiGan
g
摘要
:AD8061/AD8062/AD8063
是美国
ANALOGDEVICES
公司推出的轨
-
轨输出电压反馈式放大
器。该放大器价格低廉
,
所需供电单电源可低至
2.7V,
特别适合于便携式和电池供电的应用设备。
文中介绍了
AD806X
系列放大器的主要特点和设计原则
,
同时给出了
AD8061/AD8062/AD8063
放大
器组成的单电源同步脉冲分离器、
RGB
信号放大器和多路复用放大器等多种应用电路。
关键词
:
轨
-
轨
;
分类号
:TN722
电压反馈
;
放大器
;
文献标识码
:B
AD806X
文章编号
:1006-6977
(
2002
)
11-0061-03
1
概述
AD8061/AD8062/AD8063
是
AD
公司生产的一
成为最理想的考虑对象。
AD806X
的主要特点如下
:
系列使用方便、价格较低的轨
-
轨输出电压反馈型
放大器。该系列产品具有同类型的高速电流反馈放
大器的典型带宽和压摆率
,
此外还具有较宽的共模
电压输入范围及输出电压摆幅。以上特点使得该系
列器件在电源电压低至
2.7V
的条件下仍可以方便
地使用。
AD8061/AD8062/AD8063
虽然价格低廉
,
但
Ω
的视频设备
,
它工作性能却极佳。对于负载为
150
们的微分增益及微分相位误差分别可以低至
0.01%
和
0.04%,
而其
30MHz
的带宽波纹则仅为
0.1dB;
此外
,
它们还可以提供
300MHz
的带宽和
800V/
μ
s
的压摆率。
AD8061/AD8062/AD8063
作为典型的低功耗放
●价格低
;
●具有单运放
(
AD8061
)
、双运放
(
AD8062
)
和带
禁止控制端的单运放等多种类型可供选择。
●其轨对轨输出摆幅为
6mV/Vos;
●高速运行时
,
该放大器具有
300MHz
的带宽
(
-3dB
)
和
800V/
μ
s
的压摆率。其建立时间为
35ns
(
1V,0.1%
)
。
●工作电源范围为
2.7
～
8V
。
●输入电压范围
:-0.2
～
+3.2V,Vs=5
。
●功耗低
:
典型的放大器电流为
6.8mA
。
●小体积
,
其封装形式如下
:
AD8061
型使用
SOIC-8
或
SOT-23-5
封装
;
AD8062
型使用
SOIC-8
或
μ
SOIC
封装
;
AD8063
型使用
SOIC-8
或
SOT-23-6
封装。
大器
,
在每个放大器的输入电流为
6.8mA
时
,
其驱
动负载能力可达到
50mA
。其中
,AD8063
还能在放大
器停止工作时使电源电流降至
400
因此
,
在设备
μ
A
。
的体积和耗能方面具有较高要求
(
如便携式设备和
采用电池供电的设备
)
时
,AD8063
的优良性能使其
路用一片
MM5450
来同时驱动两个
4
段
LED
数字显
示器。
LED
显示的电源电压为
3V,
显示亮度由一个
Ω
的电位器来控制。该电路设计的精妙之处在
100k
于
:
它用
OUTPUTBIT1
和
OUTPUTBIT2
来对左右两
个
4
段
LED
数字显示器进行开关控制
,
从而使
LED
的显示位数增加了
3
～
4
位。由图
6
可以看出
:
MM5450/5451
是一个非常简单、实用的
LED
显示驱
2AD806X
的引脚功能
图
1
给出了
AD806X
的封装管脚图
,
表
1
为
AD806X
的管脚名称和功能说明。
动器
,
它所需的外围元件少
,
使用方便
,
因而可广泛
用于工业控制显示、中继驱动器、数字时钟、体温计、
计数器、电压表以及其它仪器仪表的数字输出显示
等方面。
收稿日期
:2002-08-28
咨询编号
:021121
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
-62-
《国外电子元器件》
2002
年第
11
期
2002
年
11
月
图
2
使用小电阻与电容负载串联的电路
AD806X
的输入共模信号电压一般可从低于负
电源电压
200mV
到低于正电源电压
1.8V
的范围之
内。超过有效范围上限将导致低带宽和建立稳定的
时间延长。
AD806X
系列不能显示状态的反转
,
当输
入电压超过电源电压时
(
如超过了
0.6V
以上
)
,
输
入级的保护二极管将启动
,
这一特点提高了放大器
对输入电流的牵制能力。
AD806X
放大器在输入过载故障修复后的
40ns
内
,
可以使输出过载故障得到恢复。
AD806X
系列放大器的突出性能特点在于放大
器的带宽和速度
,
而不是电容负载的驱动能力。输
出电容负载会在放大器反馈回路中产生一个极点
,
从而导致过高的输出冲值和潜在的振荡。如果系统
需要电容负载的连接
,
那么
,
将有两种方法可供选
择
:
第一是使用小电阻串联于放大器的输出和负载
电容之间
;
第二是通过增加所有的噪声增益来降低
放大器反馈环路的带宽。
图
2
是在单位增益条件下在放大器输出与负载
电容之间使用串联电阻的电路连接。该方法利用电
阻将电容负载和放大器输出进行了隔离
,
从而避免
了输出电容产生的极点。
图
1AD806X
的管脚排列
3
应用设计
AD806X
系列芯片为高速电压反馈式运算放大
器。采用高压摆率的输入级和单电源拓扑结构
,
所
以能觉察出低于电源电压的信号。当轨
-
轨输出级
驱动轻负载时
,
其输出电压至多低于电源电压
Ω
的负载时
,
该值则可达到
0.3V30mV;
而驱动
150
以下。因此电源电压即使低至
2.7V,
仍可确保
AD806X
的高速运行。
AD806X
的输入共模电压范围在双电源供电时
,
是从负电源电压值
(
确切值为低于该电压
200mV
)
到
低于正电源电压
1.8V
范围内的电压值
;
而在单电
源供电时
,
则可从接地电压到低于电源电压
1.8V
电压范围内的值。在输入信号的振幅从
-Vs
(
或接
地
)
到
+Vs/2,
增益为
2,
供电电压为
3.6V
时
,
AD806X
能提供优良的轨对轨输出电压范围
,
且增益
为
3
。
AD806X
对低于
2.7V
的电源仍能提供轨对轨
输出。在输入电压超过有效范围时
,
对于所有供电
电压的反向增益也并非都有影响
,
只要放大器处于
正输入状态
,
且其参考电压位于放大器的共模输入
范围之内即可。
4
应用举例
4.1
单电源同步脉冲分离器
如果视频信号中含有同步脉冲
,
则应在执行某
一操作前去除该脉冲。因为
A-D
转换时的同步脉
冲会占据一些动态范围
,
因此
,
去除该信号可增加视
频信息转换器的有效动态范围。图
3
为一同步脉冲
分离器的应用电路
,
图中
,AD8061
使用单电源供电
,
其负电源相当于地电平
,
所以放大器的输出最低电
图
3
同步脉冲分离器电路
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
轨
-
轨放大器
AD806X
-63-
频黑色电平条件下
,
该电流将变为零
,
同时
视频电压也变为零
,
因此
,
在使用轨
-
轨高
速放大器前
,
放大器必须配备一负电源以放
大信号。如果该数模转换器输出要驱动第二
个监视器
,
那么
,
此类放大器就必不可少。
高速的轨
-
轨输出放大器如
AD8061
、
AD8062
均能接受电平为地电平输入信号
,
也可输出这类信号。其工作方式同
RGB
信
号放大器相似。如将
AD8061
和
AD8062
组合
使用
,
就能放大具有三个视频通道的
RGB
系统信号。图
4
为该情况下的电路图。
4.3
多路
(
复用
)
器
AD8063
还可用来建立复用器电路。将
两个
(
或多个
)
AD8063
输出连接时
,
如果只
有一个
AD8063
工作
,
则仅有该放大器有信
号输出。当有多个输入信号时
,
这类设备可
用来选择输入信号。此外
,
同一个输入信号
能应用于不同的增益段或不同的谐调滤波
器
,
从而使其成为渐进增益放大器或选频放
大器。
图
5
是用两个
AD8063
组成的复用器
,
该电路可用于选择两个不同的输入信号。其
中一个为
1V
p
-
p
的
3MHz
的正弦波
,
另一个为
2V
p
-
p
的
1MHz
正弦波。
收稿日期
:2002-07-16
咨询编号
:021122
图
4RGB
放大器
平为地电平。该电路可使输出信号最低振幅为黑色
电平
(
地电平
)
且不包含同步电平
:
当同步脉冲低于
黑色电平时
,
该信号不能输出。此外所有的有效视
频信号均可通过放大器在增益为
2
的条件下放大。
而放大后的信号又由后端的传输线变为标准化的单
位增益。
有些单电源设备产生的视频信号含有同步脉
冲
,
但波值为正
,
而此时的黑色电平不是地电平
,
而
是一正电平。对于这种信号
,
电路需作一定改进才
能达到分离同步脉冲的目的
,
将电路中的电阻
R
G
端
与一个两倍于黑色电平的直流电压进行连接
(
而非
直接将
R
G
接地
)
,
并使输入
/
输出的增益为
2,
这时
黑色电平输出时将被放大
2
倍
,
而通过
R
G
后使增益
又被单位化。这样
,
两倍于黑色电平的直流输入电
压最终将使输出黑色电平为地电平。并使有效视频
信号在参考电平为地电平的条件下通过分离器
,
这
样就和前例一样使同步脉冲得到了分离。
4.2RGB
放大器
许多
RGB
图像信号是由视频—数模转换器输
出的
,
该输出将产生一电流
,
并经一电阻接地。在视
图
5
多路
(
复用
)
放大器
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.