高性能雙路放大器AD8079：特性、應(yīng)用與設(shè)計要點

在電子工程師的日常設(shè)計工作中，放大器是不可或缺的基礎(chǔ)元件。今天要給大家詳細介紹一款高性能的雙路放大器——AD8079，希望能為大家在相關(guān)設(shè)計中提供一些有價值的參考。

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一、AD8079概述

AD8079是一款雙路、低功耗、高速緩沖放大器，工作電源為±5V。它有AD8079A和AD8079B兩個版本，工廠預(yù)設(shè)增益分別為+2.0和+2.2。這款放大器在增益控制、信號處理、功耗等方面都有著出色的表現(xiàn)，適用于多種高速應(yīng)用場景。

二、AD8079的特性亮點

（一）增益特性

AD8079A和AD8079B的工廠預(yù)設(shè)增益設(shè)置非常方便，減少了外部元件的使用。AD8079B的+2.2增益可以補償系統(tǒng)中的增益損耗，通過單點調(diào)節(jié)就能實現(xiàn)。而且，通過有源激光微調(diào)電阻，能夠嚴(yán)格控制增益以及通道間的增益匹配，精度可達0.1%。這對于需要高精度增益控制的應(yīng)用來說，是非常重要的特性。大家在實際設(shè)計中，有沒有遇到過對增益匹配要求極高的場景呢？

（二）低串?dāng)_與良好布局

其獨特的引腳排列設(shè)計，與傳統(tǒng)雙放大器引腳配置相比，提供了出色的輸入和輸出隔離。在輸入和輸出之間有兩個交流接地引腳分隔，使得在5MHz時串?dāng)_低于 - 70dB，有效降低了信號之間的干擾，同時也簡化了PCB布局。在設(shè)計PCB時，良好的引腳布局可以避免很多麻煩，不知道大家在這方面有沒有類似的體會呢？

（三）高速與卓越視頻性能

• 帶寬與壓擺率：擁有260MHz的 - 3dB帶寬和高達800V/μs的壓擺率（4V階躍），能夠快速響應(yīng)高速信號變化，滿足許多高速應(yīng)用的需求。
• 視頻指標(biāo)：在視頻應(yīng)用中表現(xiàn)卓越，增益平坦度在0.1dB至50MHz范圍內(nèi)，微分增益誤差為0.01%，微分相位誤差為0.02°（(R_{L}=150 Omega)），能夠提供高質(zhì)量的視頻信號處理。這對于專業(yè)視頻設(shè)備，如攝像機和視頻切換器來說，是非常關(guān)鍵的性能指標(biāo)。

（四）低功耗與高驅(qū)動能力

每個放大器的功耗僅為50mW（5mA），在低功耗應(yīng)用中具有很大優(yōu)勢。同時，輸出驅(qū)動能力超過70mA，能夠驅(qū)動多達8個端接75Ω的負載（每側(cè)4個），并且在驅(qū)動負載時仍能保持良好的微分增益和相位性能。對于便攜式和電池供電的設(shè)備來說，低功耗和高驅(qū)動能力的結(jié)合是非常理想的。

（五）高ESD耐受性與小封裝

具備高達5kV的ESD耐受性，可以有效防止靜電對器件的損壞。并且采用小型8引腳SOIC封裝，節(jié)省了電路板空間，適用于對尺寸要求較高的應(yīng)用。

三、AD8079的應(yīng)用領(lǐng)域

（一）視頻相關(guān)應(yīng)用

• 視頻線路驅(qū)動：憑借其出色的視頻指標(biāo)和高驅(qū)動能力，能夠為視頻線路提供高質(zhì)量的信號驅(qū)動，滿足專業(yè)視頻設(shè)備的需求。
• 視頻切換器和特效設(shè)備：在視頻信號的切換和處理過程中，能夠保證信號的穩(wěn)定和高質(zhì)量，減少信號失真和干擾。

（二）差分信號處理

可作為差分A - D轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動放大器，為差分信號提供良好的緩沖和放大，確保A - D轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性。也適用于差分線路驅(qū)動，在差分信號傳輸中發(fā)揮重要作用。

（三）專業(yè)攝像設(shè)備

滿足專業(yè)攝像機對高速、低失真、高精度信號處理的要求，為圖像采集提供高質(zhì)量的信號放大和處理。

（四）RF接收器

在RF信號接收過程中，對信號進行放大和處理，提高接收器的性能。

四、設(shè)計要點

（一）理論操作

AD8079是雙路電流反饋放大器，內(nèi)部配置為+2（AD8079A）或+2.2（AD8079B）的增益。內(nèi)部增益設(shè)置電阻有效消除了與反相輸入引腳相關(guān)的寄生電容，從而實現(xiàn)了出色的增益平坦度響應(yīng)。精心選擇的引腳排列大大減少了每個放大器之間的串?dāng)_。每個放大器可驅(qū)動多達四個端接75Ω的視頻負載，典型的微分增益和相位性能分別為0.01%/0.17°。

（二）PCB布局

對于寬帶放大器，PCB寄生參數(shù)會影響整體閉環(huán)性能。如果在電路板信號走線同一側(cè)使用接地平面，應(yīng)在信號線周圍留出至少5mm的空間，以減少耦合。建議線路長度小于5mm。當(dāng)驅(qū)動長同軸電纜時，需要考慮色散和損耗。

（三）電源旁路

在優(yōu)化高頻電路性能時，充足的電源旁路至關(guān)重要。電源引線中的電感可能形成諧振電路，導(dǎo)致放大器響應(yīng)出現(xiàn)峰值。此外，如果需要向負載提供大電流瞬變，則需要旁路電容（通常大于1μF）來提供最佳的建立時間和最低的失真。建議采用4.7μF和0.1μF的并聯(lián)組合。某些品牌的電解電容可能需要一個約4.7Ω的小串聯(lián)阻尼電阻以獲得最佳效果。

（四）直流誤差和噪聲

在電流反饋放大器中，需要考慮三個主要的噪聲和失調(diào)項。對于失調(diào)誤差，可參考相關(guān)方程；對于噪聲誤差，各項采用均方根求和以得到凈輸出誤差。AD8079的輸入電壓噪聲低至2nV/√Hz，但在低增益時，反相輸入電流噪聲乘以(R_{F})是主要的噪聲源。與許多其他電流反饋放大器相比，精心的布局和器件匹配有助于AD8079獲得更好的失調(diào)和漂移規(guī)格。結(jié)合典型性能曲線和相關(guān)方程，可以預(yù)測AD8079在任何應(yīng)用中的性能。

（五）驅(qū)動容性負載

AD8079主要設(shè)計用于驅(qū)動非容性負載。如果需要驅(qū)動具有容性成分的負載，可通過添加一個小的串聯(lián)輸出電阻（(R{SERIES})）來獲得最佳頻率響應(yīng)。需要注意的是，當(dāng)驅(qū)動大容性負載時，電路的頻率響應(yīng)將主要由(R{SERIES})和(C_{L})的無源滾降決定。

（六）作為視頻線路驅(qū)動器的應(yīng)用

AD8079作為視頻線路驅(qū)動器表現(xiàn)出色，其微分增益（0.01%）和微分相位（0.02°）等重要指標(biāo)滿足了最嚴(yán)格的HDTV要求，每個放大器可驅(qū)動一個視頻負載。同時，它也能驅(qū)動四個端接負載（每側(cè)兩個），性能同樣出色（0.01%，0.07°）。在多負載應(yīng)用中，AD8079在5MHz時驅(qū)動兩個75Ω端接負載的隔離度超過40dB，這對于減少負載之間的相互干擾非常重要。

（七）單端轉(zhuǎn)差分驅(qū)動器的應(yīng)用

將AD8079的兩部分進行配置，可以創(chuàng)建一個單端轉(zhuǎn)差分的高速驅(qū)動器，-3dB帶寬超過110MHz。該電路結(jié)合了電流反饋放大器的高速優(yōu)勢和電壓反饋放大器的一些特性，如對稱的高阻抗輸入和允許在反饋網(wǎng)絡(luò)中使用電抗元件。通過改變單個電阻(R_{F})即可改變電路增益，這在雙運放差分驅(qū)動器中通常是難以實現(xiàn)的。但需要注意的是，電路的峰值對反饋電容的值非常敏感，電路板布局中的寄生參數(shù)會影響頻率響應(yīng)和反饋電容的所需值，因此良好的布局至關(guān)重要。同時，并聯(lián)電容的類型選擇也很關(guān)鍵，高Q值的微波型貼片電容能獲得最佳性能。

（八）布局考慮

為了實現(xiàn)AD8079指定的高速性能，需要仔細關(guān)注電路板布局和元件選擇。必須采用合適的RF設(shè)計技術(shù)并選擇低寄生參數(shù)的元件。PCB應(yīng)在元件面的所有未使用部分覆蓋接地平面，以提供低阻抗接地路徑。在輸入引腳附近應(yīng)移除接地平面，以減少雜散電容。對于電源旁路，應(yīng)使用貼片電容，一端連接到接地平面，另一端連接到每個電源引腳的1/8英寸以內(nèi)。此外，還應(yīng)并聯(lián)一個大的（4.7μF - 10μF）鉭電解電容，以提供輸出端快速、大信號變化所需的電流。對于長信號走線（大于約1英寸），應(yīng)采用帶狀線設(shè)計技術(shù)，設(shè)計特征阻抗為50Ω或75Ω，并在兩端進行適當(dāng)?shù)亩私印?/p>

五、總結(jié)

AD8079是一款性能卓越的雙路放大器，在增益控制、高速性能、低功耗、視頻處理等方面都有著出色的表現(xiàn)。它適用于多種高速和高精度的應(yīng)用場景，如視頻信號處理、差分信號驅(qū)動等。然而，在使用過程中，需要特別注意PCB布局、電源旁路、驅(qū)動容性負載等設(shè)計要點，以充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢。希望通過本文的介紹，能讓大家對AD8079有更深入的了解，在實際設(shè)計中能夠合理運用這款放大器，提升設(shè)計的質(zhì)量和性能。大家在使用類似放大器的過程中，遇到過哪些問題或者有什么獨特的經(jīng)驗?zāi)兀繗g迎在評論區(qū)分享交流。