ADA4891-1ARJZ-R7

低成本CMOS、 高速、轨到轨放大器 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 产品特性 连接图 NC 1 8 NC –IN 2 7 +VS +IN 3 6 OUT –VS 4 5 NC 08054-026 ADA4891-1 NC = NO CONNECT 图1. 8引脚SOIC_N（R-8） ADA4891-1 OUT 1 5 +VS 4 –IN +IN 3 08054-001 –VS 2 图2. 5引脚SOT-23 (RJ-5) ADA4891-2 OUT1 1 8 +VS 应用 –IN1 2 7 OUT2 车载信息娱乐系统 汽车驾驶员辅助系统 成像 消费类视频设备 有源滤波器 同轴电缆驱动器 时钟缓冲器 光电二极管前置放大器 接触式图像传感器和缓冲器 +IN1 3 6 –IN2 –VS 4 5 +IN2 NC = NO CONNECT 08054-027 通过汽车应用认证(仅限ADA4891-1W、ADA4891-2W和 ADA4891-4W) 高速、快速建立 −3 dB带宽：220 MHz (G = +1) 压摆率：170 V/µs 0.1%建立时间：28 ns 视频特性(G = +2, RL = 150 Ω) 0.1 dB增益平坦度带宽：25 MHz 差分增益误差： 0.05% 差分相位误差： 0.25° 单电源供电 宽电源电压范围：2.7 V至5.5 V 输出摆幅达到供电轨50 mV范围内 低失真：SFDR：79 dBc (1 MHz) 线性输出电流：125 mA (−40 dBc) 低功耗：每个放大器4.4 mA 图3. 8引脚SOIC_N (R-8)和8引脚MSOP (RM-8) PD1 1 14 OUT2 PD2 2 13 –IN2 PD3 3 12 +IN2 +VS 4 11 –VS 概述 +IN1 5 10 +IN3 ADA4891-1(单通道)、ADA4891-2(双通道)、ADA4891-3(三 –IN1 6 9 –IN3 通道)和ADA4891-4(四通道)均为CMOS、高速、高性能、 OUT1 7 8 OUT3 低成本放大器，具有单电源供电能力，输入电压范围可扩 08054-073 ADA4891-3 图4. 14引脚SOIC_N (R-14)和14引脚TSSOP (RU-14) 展至负供电轨300 mV以下。 ADA4891-4 多样的功能。轨到轨输出级使输出摆幅可以达到各供电轨 50 mV以内，以提供最大的动态范围。 ADA4891系列放大器非常适合成像应用，例如消费类视频设 备、CCD缓冲器和接触式图像传感器/缓冲器等。低失真和快 速建立时间则使这些器件成为有源滤波器应用的理想选择。 OUT1 1 14 OUT4 –IN1 2 13 –IN4 +IN1 3 12 +IN4 +VS 4 11 –VS +IN2 5 10 +IN3 –IN2 6 9 –IN3 OUT2 7 8 OUT3 08054-074 尽管ADA4891系列成本较低，不过却能提供高性能和丰富 图5. 14引脚SOIC_N (R-14)和14引脚TSSOP (RU-14) ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4提供多种封 装。ADA4891-1提供8引脚SOIC和5引脚SOT-23两种封装。 ADA4891-3和ADA4891-4提供14引脚SOIC和14引脚TSSOP两种 ADA4891-2提 供 8引 脚 SOIC和 8引 脚 MSOP两 种 封 装 。 封装。额定工作温度范围为−40°C至+125°C的扩展温度范围。 Rev. E Document Feedback 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 ©2010–2013 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Technical Support www.analog.com 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。 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 目录 特性....................................................................................................1 RF对0.1 dB增益平坦度的影响............................................. 16 应用....................................................................................................1 驱动容性负载 .......................................................................... 17 概述....................................................................................................1 端接不用的放大器 ................................................................. 18 连接图 ...............................................................................................1 禁用特性(仅限ADA4891-3).................................................. 18 修订历史 ...........................................................................................2 单电源工作 .............................................................................. 18 技术规格 ...........................................................................................3 视频重构滤波器...................................................................... 19 5 V电源 .......................................................................................3 多路复用器 .............................................................................. 19 3 V电源 ........................................................................................4 布局布线、接地和旁路.............................................................. 20 绝对最大额定值..............................................................................6 电源旁路................................................................................... 20 最大功耗......................................................................................6 接地 ........................................................................................... 20 ESD警告.......................................................................................6 输入和输出电容...................................................................... 20 典型性能参数 ..................................................................................7 输入至输出耦合...................................................................... 20 应用信息 ........................................................................................ 15 漏电流 ....................................................................................... 20 ADA4891的运用...................................................................... 15 外形尺寸 ........................................................................................ 21 宽带、同相增益工作模式 .................................................... 15 订购指南................................................................................... 23 宽带、反相增益工作模式 .................................................... 15 汽车应用级产品...................................................................... 23 推荐值 ....................................................................................... 15 修订历史 2013年3月—修订版D至修订版E 更改表2 .............................................................................................4 更改特性部分 ..................................................................................1 更改“最大功耗”部分和图6 ...........................................................6 更改表1的直流性能参数...............................................................3 增加表4；重新排序 .......................................................................6 更改表2的直流性能参数...............................................................4 删除图11 ...........................................................................................6 更改“订购指南” .......................................................................... 23 更改“典型性能参数”部分 .............................................................7 更改“汽车应用级产品”部分...................................................... 23 删除图12 ...........................................................................................7 2012年3月—修订版C至修订版D 更改“宽带、同相增益工作”部分、“宽带、反相增益工作” 增加ADA4891-1W和ADA4891-2W ....................................通篇 更改“产品特性”部分和“应用”部分 ............................................1 更改表1的输入失调电压、 输入偏置电流和开环增益参数 ...................................................4 更改表2的输入失调电压、 输入偏置电流和开环增益参数 ...................................................5 更改“订购指南” ........................................................................... 23 增加“汽车应用级产品”部分...................................................... 23 2010年9月—修订版B至修订版C 更改图23和图24 ..............................................................................9 2010年7月—修订版A至修订版B 增加ADA4891-3和ADA4891-4..............................................通篇 增加14引脚SOIC和14引脚TSSOP封装 ...............................通篇 删除图4；重新排序 .......................................................................1 更改特性和概述部分 .....................................................................1 增加图4和图5 ..................................................................................1 部分和表5...................................................................................... 15 增加表6 .......................................................................................... 16 更改图52 ........................................................................................ 16 增加图53 ........................................................................................ 16 更改“驱动容性负载的布局”部分 ............................................. 17 增加“禁用特性(进行ADA4891-3)”部分和 “单电源供电”部分 ....................................................................... 18 增加“多路复用器”部分............................................................... 19 更新“外形尺寸” ........................................................................... 21 更改“订购指南” ........................................................................... 23 2010年6月—修订版0至修订版A 更改图26 ...........................................................................................9 更改图33和图34 ........................................................................... 10 更新“外形尺寸” ........................................................................... 18 更改“订购指南” ........................................................................... 18 2010年2月—修订版0：初始版 更改表1 .............................................................................................3 Rev. E | Page 2 of 24 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 技术规格 5 V电源 除非另有说明，TA = 25°C，VS = 5 V，RL = 1 kΩ至2.5 V。所有规格均相对于ADA4891-1、ADA4891-2、ADA4891-3和ADA4891-4 而言，除非另有说明。对于ADA4891-1和ADA4891-2，RF = 604 Ω；对于ADA4891-3和ADA4891-4，RF = 453 Ω，除非另有说明。 表1. 参数 动态性能 −3 dB小信号带宽 - 0.1 dB增益平坦度带宽 压摆率(tR/tF) −3 dB大信号频率响应 0.1%建立时间 噪声/失真性能 谐波失真，HD2/HD3 输入电压噪声 差分增益误差(NTSC) 差分相位误差(NTSC) 所有不利串扰 直流性能 输入失调电压 测试条件/注释 最小值 ADA4891-1/ADA4891-2, G = +1, VO = 0.2 V p-p ADA4891-3/ADA4891-4, G = +1, VO = 0.2 V p-p ADA4891-1/ADA4891-2, G = +2, VO = 0.2 V p-p, RL = 150 Ω至2.5 V ADA4891-3/ADA4891-4, G = +2, VO = 0.2 V p-p, RL = 150 Ω至2.5 V ADA4891-1/ADA4891-2, G = +2, VO = 2 V p-p, RL = 150 Ω至2.5 V, RF = 604 Ω ADA4891-3/ADA4891-4, G = +2, VO = 2 V p-p, RL = 150 Ω至2.5 V, RF = 374 Ω G = +2，VO = 2 V步进，10%至90% G = +2, VO = 2 V p-p, RL = 150 Ω G = +2，VO = 2 V步进 fC = 1 MHz, VO = 2 V p-p, G = +1 fC = 1 MHz, VO = 2 V p-p, G = −1 f = 1 MHz G = +2, RL= 150 Ω至2.5 V G = +2, RL= 150 Ω至2.5 V f = 5 MHz, G = +2, VO = 2 V p-p 仅限ADA4891-1W/ADA4891-2W/ADA4891-4W， TMIN至TMAX TMIN至TMAX 失调漂移 输入偏置电流 开环增益 - 输出电流 最大值 单位 240 220 90 MHz MHz MHz 96 MHz 25 MHz 25 MHz 170/210 40 28 V/µs MHz ns −79/−93 −75/−91 9 0.05 0.25 −80 dBc dBc nV/√Hz % 度 dB ±2.5 ±3.1 ±3.1 6 +2 ±10 ±16 mV mV +50 +50 mV µV/°C pA nA −50 仅限ADA4891-1W/ADA4891-2W/ADA4891-4W， −50 TMIN至TMAX RL = 1 kΩ至2.5 V 77 仅限ADA4891-1W/ADA4891-2W/ADA4891-4W， 66 TMIN至TMAX，RL = 1 kΩ至2.5 V RL= 150 Ω至2.5 V 83 dB dB 71 dB GΩ pF V VCM = 0 V至3.0 V 5 3.2 −VS− 0.3至 +VS− 0.8 88 RL = 1 kΩ至2.5 V RL= 150 Ω至2.5 V 1% THD、1 MHz、2 V峰峰值 0.01至4.98 0.08至4.90 125 V V mA 输入特性 输入电阻 输入电容 输入共模电压范围 共模抑制比(CMRR) 输出特性 输出电压摆幅 典型值 Rev. E | Page 3 of 24 dB ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 参数 短路电流 源电流 吸电流 掉电引脚(PD1、PD2、PD3) 阈值电压VTH 偏置电流 开启时间 关闭时间 电源 工作范围 每个放大器的静态电流 掉电时的电源电流 电源抑制比(PSRR) 正PSRR 负PSRR 测试条件/注释 最小值 典型值 最大值 单位 205 307 mA mA 2.4 65 −22 166 49 V nA µA ns ns 仅限ADA4891-3 器件使能 器件掉电 器件使能，输出上升至最终值的90% 器件掉电，输出下降至最终值的10% 2.7 5.5 4.4 0.8 仅限ADA4891-3 +VS = 5 V至5.25 V，−VS = 0 V +VS = 5 V，−VS = −0.25 V至0 V 65 dB dB 63 −40 工作温度范围 V mA mA +125 °C 3 V电源 除非另有说明，TA = 25°C，VS = 3 V，RL = 1 kΩ至1.5 V。所有规格均相对于ADA4891-1、ADA4891-2、ADA4891-3和ADA4891-4 而言，除非另有说明。对于ADA4891-1和ADA4891-2，RF = 604 Ω；对于ADA4891-3和ADA4891-4，RF = 453 Ω，除非另有说明。 表2. 参数 动态性能 −3 dB小信号带宽 0.1 dB增益平坦度带宽 压摆率(tR/tF) −3 dB大信号频率响应 0.1%建立时间 噪声/失真性能 谐波失真，HD2/HD3 输入电压噪声 差分增益误差(NTSC) 差分相位误差(NTSC) 所有不利串扰 直流性能 输入失调电压 测试条件/注释 最小值 ADA4891-1/ADA4891-2, G = +1, VO = 0.2 V p-p ADA4891-3/ADA4891-4, G = +1, VO = 0.2 V p-p ADA4891-1/ADA4891-2, G = +2, VO = 0.2 V p-p, RL = 150 Ω至1.5 V ADA4891-3/ADA4891-4, G = +2, VO = 0.2 V p-p, RL = 150 Ω至1.5 V ADA4891-1/ADA4891-2, G = +2, VO = 2 V p-p, RL = 150 Ω至1.5 V, RF = 604 Ω ADA4891-3/ADA4891-4, G = +2, VO = 2 V p-p, RL = 150 Ω至1.5 V, RF = 374 Ω G = +2，VO = 2 V步进，10%至90% G = +2, VO = 2 V p-p, RL = 150 Ω G = +2，VO = 2 V步进 fC = 1 MHz, VO = 2 V p-p, G = −1 f = 1 MHz G = +2, RL = 150 Ω至0.5 V, +VS = 2 V, −VS = −1 V G = +2, RL = 150 Ω至0.5 V, +VS = 2 V, −VS = −1 V f = 5 MHz, G = +2 仅限ADA4891-1W/ADA4891-2W/ADA4891-4W， TMIN至TMAX TMIN至TMAX 失调漂移 Rev. E | Page 4 of 24 典型值 最大值 单位 190 175 75 MHz MHz MHz 80 MHz 18 MHz 18 MHz 140/230 40 30 V/µs MHz ns −70/−89 9 0.23 0.77 −80 dBc nV/√Hz % 度 dB ±2.5 ±3.1 ±3.1 6 ±10 ±16 mV mV mV µV/°C ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 参数 输入偏置电流 开环增益 最小值 −50 仅限ADA4891-1W/ADA4891-2W/ADA4891-4W， −50 TMIN至TMAX RL = 1 kΩ至1.5 V 72 仅限ADA4891-1W/ADA4891-2W/ADA4891-4W， 60 TMIN至TMAX，RL = 1 kΩ至1.5 V RL = 150 Ω至1.5 V 测试条件/注释 输出电流 短路电流 源电流 吸电流 掉电引脚(PD1、PD2、PD3) 阈值电压VTH 偏置电流 开启时间 关闭时间 电源 工作范围 每个放大器的静态电流 掉电时的电源电流 电源抑制比(PSRR) 正PSRR 负PSRR 最大值 单位 +50 pA +50 nA 76 dB dB 65 dB GΩ pF V VCM= 0 V至1.5 V 5 3.2 −VS− 0.3至 +VS− 0.8 87 RL = 1 kΩ至1.5 V RL= 150 Ω至1.5 V 1% THD、1 MHz、2 V峰峰值 0.01至2.98 0.07至2.87 37 V V mA 80 163 mA mA 1.3 48 −13 185 58 V nA µA ns ns 输入特性 输入电阻 输入电容 输入共模电压范围 共模抑制比(CMRR) 输出特性 输出电压摆幅 典型值 +2 dB 仅限ADA4891-3 器件使能 器件掉电 器件使能，输出上升至最终值的90% 器件掉电，输出下降至最终值的10% 2.7 仅限ADA4891-3 3.5 0.73 V mA mA +VS = 3 V至3.15 V，−VS = 0 V +VS = 3 V，−VS = −0.15 V至0 V 76 72 dB dB −40 工作温度范围 Rev. E | Page 5 of 24 5.5 +125 °C ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 绝对最大额定值 为了确保正常工作，必须遵守图6所示的最大功率减额曲 表3. 线。这些曲线是将公式1中的TJ设置为150°C而得到。图6显 额定值 6V −VS− 0.5 V至+VS ±VS −65°C至+125°C −40°C至+125°C 300°C 示4层JEDEC标准板上封装最大安全功耗与环境温度之间的 关系。 2.0 TJ = 150°C 14-LEAD TSSOP MAXIMUM POWER DISSIPATION (W) 参数 电源电压 输入电压(共模) 差分输入电压 存储温度范围 工作温度范围 引脚温度(焊接，10秒) 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。 1.5 1.0 8-LEAD SOIC_N 8-LEAD MSOP 5-LEAD SOT-23 0.5 14-LEAD SOIC_N 0 –55 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4安全工作的 –35 –15 5 25 45 65 85 105 125 AMBIENT TEMPERATURE (°C) 最大功耗受限于结温的升高。塑封器件的最大安全结温由 08054-002 最大功耗 图6. 最大功耗与环境温度的关系 塑料的玻璃化转变温度决定，约为150°C。即便只是暂时 超过此限值，由于封装对芯片作用的应力改变，参数性能 表4列出了ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 也可能会发生变化。长时间超过175°C的结温可能会导致 各封装的热阻θJA。 器件失效。 表4. 可以利用封装的静止空气热属性(θJA)、环境温度(TA)和封 封装类型 5引脚 SOT-23 8引脚 SOIC_N 8引脚 MSOP 14引脚 SOIC_N 14引脚 TSSOP 装的总功耗(PD)三者确定芯片的结温。 结温可以通过下式计算： TJ = TA + (PD × θJA) (1) 封装的功耗(PD)为静态功耗与封装中所有输出的负载驱动 所导致的功耗之和，其计算公式如下： PD = (VT × IS) + (VS − VOUT) × (VOUT/RL) θJA 146 115 133 162 108 单位 °C/W °C/W °C/W °C/W °C/W ESD警告 (2) 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。 其中： 尽管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高 VT为总供电轨。 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。 IS为静态电流。 VS为正供电轨。 VOUT为放大器的输出。 RL为放大器的输出负载。 Rev. E | Page 6 of 24 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 典型性能参数 除非另有说明，所有图表均针对ADA4891-1、ADA4891-2、ADA4891-3和ADA4891-4。 对于ADA4891-1和ADA4891-2， 5 4 2 1 0 G = +1 –2 –3 –4 G = +10 G = +5 –5 –6 –7 VS = 5V –8 VOUT = 200mV p-p RF = 604Ω –9 RL = 1kΩ –10 0.1 1 G = +1 1 0 –1 –2 –3 –4 G = +5 –5 –6 –7 –8 –9 10 100 1k FREQUENCY (MHz) –10 0.1 VS = 2.7V CLOSED-LOOP GAIN (dB) –3 –6 –9 10 100 1k FREQUENCY (MHz) VS = 5V –3 –6 –9 G = +1 VOUT = 200mV p-p RL = 1kΩ –15 0.1 5 4 4 +25°C CLOSED-LOOP GAIN (dB) +85°C 0°C +125°C 1 –40°C 0 –1 –2 –3 –4 0.1 VS = 5V G = +1 VOUT = 200mV p-p RL = 1kΩ 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 10 FREQUENCY (MHz) 100 1k 1k +125°C +85°C +25°C 0°C –40°C 3 2 1 0 –1 –2 –3 –4 08054-030 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 5 2 1 图11. 小信号频率响应与电源电压的关系， ADA4891-3/ADA4891-4 图8. 小信号频率响应与电源电压的关系， ADA4891-1/ADA4891-2 3 1k VS = 3V 0 –12 G = +1 VOUT = 200mV p-p RL = 1kΩ 08054-029 CLOSED-LOOP GAIN (dB) VS = 5V 1 100 VS = 2.7V 3 0 –15 0.1 10 FREQUENCY (MHz) 6 VS = 3V 3 –12 1 G = +10 图10. 小信号频率响应与增益的关系，VS = 5 V， ADA4891-3/ADA4891-4 图7. 小信号频率响应与增益的关系，VS = 5 V， ADA4891-1/ADA4891-2 6 VS = 5V VOUT = 200mV p-p RF = 453Ω RL = 1kΩ 08054-077 G = –1 OR +2 G = –1 OR +2 2 VS = 5V G = +1 VOUT = 200mV p-p RL = 1kΩ 0.1 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 图12. 小信号频率响应与温度的关系，VS = 5 V， ADA4891-3/ADA4891-4 图9. 小信号频率响应与温度的关系，VS = 5 V， ADA4891-1/ADA4891-2 Rev. E | Page 7 of 24 1k 08054-078 –1 3 08054-076 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 4 3 08054-028 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 典型RF 值为604 Ω。 对于ADA4891-3和ADA4891-4，典型RF 值为453 Ω。 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 5 0°C +125°C 3 2 1 0 –40°C –1 –2 –3 1 0 –1 –2 –3 VS = 3V G = +1 VOUT = 200mV p-p RL = 1kΩ –4 –5 1 10 100 1k FREQUENCY (MHz) –6 0.1 100 1k 0.1 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0 VS = 3V VOUT = 2V p-p –0.1 VS = 5V VOUT = 1.4V p-p –0.2 VS = 5V VOUT = 2V p-p –0.3 G = +2 RF = 604Ω RL = 150Ω VS = 3V VOUT = 1.4V p-p 1 08054-019 –0.5 0.1 10 100 0 VS = 5V VOUT = 1.4V p-p –0.1 –0.2 VS = 3V VOUT = 2V p-p –0.3 VS = 5V VOUT = 2V p-p –0.4 G = +2 RF = 374Ω RL = 150Ω –0.5 0.1 VS = 3V VOUT = 1.4V p-p 1 FREQUENCY (MHz) 图14. 0.1 dB增益平坦度与电源电压的关系，G = +2， ADA4891-1/ADA4891-2 1 0 0 G = +2 RF = 604Ω –2 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 1 –1 G = +1 RF = 0Ω –3 –4 G = +5 RF = 604Ω –5 G = –1 RF = 604Ω –6 –7 –8 VS = 5V –9 RL = 150Ω VOUT = 2V p-p –10 0.1 1 10 100 1k FREQUENCY (MHz) 10 FREQUENCY (MHz) 100 图17. 0.1 dB增益平坦度与电源电压的关系，G = +2， ADA4891-3/ADA4891-4 图15. 大信号频率响应与增益的关系，VS = 5 V， ADA4891-1/ADA4891-2 G = –1 RF = 453Ω –1 –2 G = +5 RF = 453Ω –3 G = +1 RF = 0Ω –4 –5 –6 –7 –8 –9 –10 0.1 08054-036 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 10 图16. 小信号频率响应与温度的关系，VS = 3 V， ADA4891-3/ADA4891-4 0.1 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 1 FREQUENCY (MHz) 图13. 小信号频率响应与温度的关系，VS = 3 V， ADA4891-1/ADA4891-2 –0.4 VS = 3V G = +1 VOUT = 200mV p-p RL = 1kΩ 08054-080 –6 0.1 2 VS = 5V RL = 150Ω VOUT = 2V p-p 1 G = +2 RF = 453Ω 10 FREQUENCY (MHz) 100 图18. 大信号频率响应与增益的关系，VS = 5 V， ADA4891-3/ADA4891-4 Rev. E | Page 8 of 24 1k 08054-081 –5 –40°C 3 08054-031 –4 4 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 4 +85°C +125°C +25°C 0°C 6 +85°C 5 CLOSED-LOOP GAIN (dB) 7 +25°C 08054-079 7 6 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 1 G = –1 VOUT = 2V p-p –2 G = +1 VOUT = 1V p-p –4 –5 G = +5 VOUT = 2V p-p –6 –7 VS = 3V RF = 604Ω RL = 150Ω –8 –9 –10 0.1 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 1k –2 G = +1 VOUT = 1V p-p –3 –4 G = +5 VOUT = 2V p-p –5 –6 –7 VS = 3V RF = 453Ω RL = 150Ω –8 –9 –10 0.1 图19. 大信号频率响应与增益的关系，VS = 3 V， ADA4891-1/ADA4891-2 –40 –50 G = +2 SECOND HARMONIC VS = 3V RL = 1kΩ VOUT = 2V p-p –40 DISTORTION (dBc) G = +1 SECOND HARMONIC –80 –90 –100 –110 1 10 +VS = +1.9V –70 –50 –40 G = +1 SECOND HARMONIC OUT DISTORTION (dBc) G = –1 THIRD HARMONIC IN 50Ω –VS = –1.1V –70 –80 –90 G = –1 SECOND HARMONIC G = –1 THIRD HARMONIC –110 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 OUTPUT VOLTAGE (V p-p) 图21. 谐波失真(HD2、HD3)与输出电压的关系，VS = 5 V G = +1 SECOND HARMONIC 1kΩ –100 08054-040 DISTORTION (dBc) –90 G = +1 THIRD HARMONIC 10 G = +1 CONFIGURATION +VS = +1.9V –60 –110 1 –50 G = –1 SECOND HARMONIC –100 –VS = –1.1V G = +1 CONFIGURATION 图23. 谐波失真(HD2、HD3)与频率的关系，VS = 3 V –80 –120 G = +2 THIRD HARMONIC 1kΩ FREQUENCY (MHz) –60 –70 IN 50Ω –90 0.1 图20. 谐波失真(HD2、HD3)与频率的关系，VS = 5 V VS = 5V RF = 604Ω RL = 1kΩ fC = 1MHz G = +1 THIRD HARMONIC G = +1 SECOND HARMONIC –60 –80 FREQUENCY (MHz) –40 1k G = +2 SECOND HARMONIC –50 G = +1 THIRD HARMONIC –120 0.1 100 OUT G = +2 THIRD HARMONIC 08054-038 DISTORTION (dBc) –60 –70 10 FREQUENCY (MHz) 图22. 大信号频率响应与增益的关系，VS = 3 V， ADA4891-3/ADA4891-4 –30 VS = 5V RL = 1kΩ VOUT = 2V p-p 1 08054-039 –3 G = –1 VOUT = 2V p-p G = +2 VOUT = 2V p-p –120 G = +1 THIRD HARMONIC 0 0.5 1.0 1.5 2.0 VS = 3V fC = 1MHz 2.5 3.0 OUTPUT VOLTAGE (V p-p) 图24. 谐波失真(HD2、HD3)与输出电压的关系，VS = 3 V Rev. E | Page 9 of 24 08054-041 G = +2 VOUT = 2V p-p 0 –1 08054-082 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0 –1 08054-037 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 1 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 G = +2 RF = 604Ω RL = 150Ω fC = 1MHz DISTORTION (dBc) –50 1k VS = 3V SECOND HARMONIC VS = 3V THIRD HARMONIC VOLTAGE NOISE (nV/ Hz) –40 –60 –70 VS = 5V SECOND HARMONIC –80 VS = 5V THIRD HARMONIC 100 10 –90 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 OUTPUT VOLTAGE (V p-p) 100 –18 –36 GAIN –54 –72 PHASE 40 –90 30 –108 20 –126 10 –144 0 –162 –10 0.001 0.01 0.1 1 10 100 –180 1k FREQUENCY (MHz) PHASE (Degrees) 50 0.02 0 –0.02 –0.04 –0.06 –0.2 –0.3 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) CL = 47pF 4 1 0 CL = 0pF –1 –3 VS = 5V G = +2 RL = 150Ω VOUT = 200mV p-p –4 0.1 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 1k 9TH 10TH 5TH 3RD 4TH 5TH 6TH 7TH 8TH MODULATING RAMP LEVEL (IRE) 9TH 10TH 6TH 7TH VS = 5V, G = +2 RF = 604Ω, RL = 150Ω 1ST 2ND 5 CL = 47pF 4 CL = 22pF 3 CL = 10pF 2 1 0 CL = 0pF –1 –2 –3 VS = 5V G = +2 RL = 150Ω VOUT = 200mV p-p –4 0.1 08054-044 –2 4TH 图29. 差分增益和相位误差 6 CL = 10pF 8TH 3RD 0 –0.1 7 2 2ND 0.1 6 CL = 22pF 1ST 0.2 7 3 VS = 5V, G = +2 RF = 604Ω, RL = 150Ω 0.3 图26. 开环增益和相位与频率的关系 5 10M 0.04 08054-043 60 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) OPEN-LOOP GAIN (dB) 70 1M 0.06 0 DIFFERENTIAL GAIN ERROR (%) 80 100k 图28. 输入电压噪声与频率的关系 DIFFERENTIAL PHASE ERROR (Degrees) VS = 5V RL = 1kΩ 10k FREQUENCY (Hz) 图25. 谐波失真(HD2、HD3)与输出电压的关系，G = +2 90 1k 08054-045 1.5 1.0 08054-060 0.5 VS = 5V G = +1 图27. 小信号频率响应与CL 的关系，ADA4891-1/ADA4891-2 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 1k 08054-083 0 1 10 08054-042 –100 图30. 小信号频率响应与CL 的关系，ADA4891-3/ADA4891-4 Rev. E | Page 10 of 24 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 100 100k VS = 5V G = +1 10k OUTPUT IMPEDANCE (�) OUTPUT IMPEDANCE (Ω) 10 1 0.1 1k 100 10 0.1 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 1 0.01 08054-046 0.01 0.01 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 图31. 闭环输出阻抗与频率的关系，器件使能 VS = 3V 0.1 08054-089 VS = 5V G = +1 图34. 闭环输出阻抗与频率的关系，器件使能(仅限ADA4891-3) 1.5 G = +1 VOUT = 200mV p-p RL = 1kΩ G = +2 VOUT = 2V p-p VS = 5V RL = 1kΩ OUTPUT VOLTAGE (V) 0 –100 50mV/DIV 5ns/DIV 0.5 VS = 5V RL = 150Ω VS = 3V RL = 1kΩ 0 –0.5 –1.0 –1.5 10 20 VS = 5V G = +1 VOUT = 2V p-p 40 50 60 TIME (ns) 70 80 90 VS = 3V G = +1 VOUT = 1V p-p RL = 1kΩ OUTPUT VOLTAGE (V) 0.5 RL = 150Ω 0 RL = 150Ω 0 0.5V/DIV 5ns/DIV 0.5V/DIV 5ns/DIV 图36. 大信号阶跃响应，VS = 3 V，G = +1 图33. 大信号阶跃响应，VS = 5 V，G = +1 Rev. E | Page 11 of 24 08054-050 –0.5 –1 08054-049 OUTPUT VOLTAGE (V) 1 30 图35. 大信号阶跃响应，G = +2 图32. 小信号阶跃响应，G = +1 RL = 1kΩ VS = 3V RL = 150Ω 08054-047 VS = 5V 08054-048 OUTPUT VOLTAGE (mV) 1.0 100 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 200 0.30 VS = 5V G = +2 RL = 150Ω VOUT = 2V p-p 190 FALLING EDGE 0.10 SLEW RATE (V/µs) 0 –0.10 –0.20 170 160 RISING EDGE 25 30 35 40 45 TIME (ns) 140 1.0 1.5 INPUT OUTPUT 1 08054-071 5ns/DIV –3 OUTPUT 1V/DIV AMPLITUDE (V) –2 1 0 –1 –2 –3 08054-070 AMPLITUDE (V) 2 –1 5ns/DIV VS = ±2.5V G = –2 RL = 1kΩ INPUT INPUT 1V/DIV 5ns/DIV 3 1 0 5.0 图41. 负供电轨的输入过驱恢复 VS = ±2.5V G = –2 RL = 1kΩ 2 4.5 –1 图38. 正供电轨的输入过驱恢复 OUTPUT 4.0 INPUT –2 0 3 3.5 VS = ±2.5V G = +1 RL = 1kΩ 0 AMPLITUDE (V) AMPLITUDE (V) 1 VS = ±2.5V G = +1 RL = 1kΩ 1V/DIV 3.0 图40. 压摆率与输出步进的关系 3 –1 2.5 OUTPUT STEP (V) 图37. 短期0.1%建立时间 2 2.0 08054-063 0 08054-051 150 08054-061 –0.30 180 –3 图39. 正供电轨的输出过驱恢复 OUTPUT 1V/DIV 5ns/DIV 图42. 负供电轨的输出过驱恢复 Rev. E | Page 12 of 24 08054-052 SETTLING (%) 0.20 VS = 5V G = +2 RL = 150Ω ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 –10 0 VS = 5V –10 –20 –20 –30 VS = 5V G = +2 RL = 150Ω ISOLATION (dB) CMRR (dB) –30 –40 –50 –60 TSSOP –40 –50 –60 SOIC –70 –70 –80 –80 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 08054-090 0.1 –100 0.1 1 图43. CMRR与频率的关系 OUTPUT SATURATION VOLTAGE (V) –20 –40 +PSRR –50 –PSRR –70 1.0 VS = 5V 0.9 G = –2 RF = 604Ω 0.8 0.7 VOH, +125°C VOH, +25°C VOH, –40°C VOL, +125°C VOL, +25°C VOL, –40°C 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.1 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 0 08054-054 –80 0.01 0 10 6.0 Vs = 5V G = +2 RL = 1 kΩ VOUT = 2V p-p –30 –40 –50 –60 –70 –80 50 60 70 80 90 100 VS = 5V 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 –90 –100 0.1 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 1k 08054-072 CROSSTALK (dB) 40 图47.输出饱和电压与负载电流和温度的关系 QUIESCENT SUPPLY CURRENT (mA) –20 30 ILOAD (mA) 图44. PSRR与频率的关系 –10 20 图45. 所有不利串扰(输出间)与频率的关系 3.0 –40 –20 0 20 40 60 80 100 TEMPERATURE (ºC) 图48. 每个放大器的电源电流与温度的关系 Rev. E | Page 13 of 24 120 08054-057 PSRR (dB) –30 0 1k 图46. 正向隔离与频率的关系(仅限ADA4891-3) Vs = 5V G = +1 –60 100 08054-056 –10 10 FREQUENCY (MHz) 08054-084 –90 –90 0.01 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 4.2 4.0 3.8 3.6 3.4 3.2 3.0 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.2 4.5 4.8 SUPPLY VOLTAGE (V) 08054-058 QUIESCENT SUPPLY CURRENT (mA) 4.4 图49. 每个放大器的电源电流与电源电压的关系 Rev. E | Page 14 of 24 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 应用信息 ADA4891的运用 宽带、反相增益工作模式 +VS 了解ADA4891系列放大器的微妙之处有助于用户明白如何 发挥器件的峰值性能。以下部分讨论增益、元件值和寄生 th 效应对ADA4891性能的影响。ADA4891的宽带、同相增益 0.1µF 配置如图50所示，宽带、反相增益配置如图51所示。 VO ADA4891 宽带、同相增益工作模式 50Ω SOURCE VI RL RG RF RT 0.1µF 0.1µF 10µF 50Ω SOURCE –VS VI 图51. 反相增益配置 VO ADA4891 10µF 08054-024 +VS RT 10µF 图51显示反相增益配置。对于反相增益配置，须将RT和RG RL 并联组合设置为与输入源阻抗匹配。 RF 请注意，放大器的同相输入端不需要偏置电流抵消电阻， RG –VS 因为ADA4891的输入偏置电流非常低(小于2 pA)，偏置电流 10µF 所引起的直流误差可忽略不计。 08054-023 0.1µF 同相和反相增益两种配置中，提高RF值以减小输出端负载 图50. 同相增益配置 图50中，R F 和R G 分别表示反馈电阻和增益电阻。R F 和R G 共同决定放大器的噪声增益，R F的值决定0.1 dB带宽(更 多信息参见“R F 对0.1 dB增益平坦度的影响”部分)。对于 往往是有益的。提高RF值可改善谐波失真性能，但副作用 是放大器的0.1 dB带宽降低。这种影响将在“RF对0.1 dB增益 平坦度的影响”部分详细讨论。 ADA4891-1/ADA4891-2，典型RF值在549 Ω至698 Ω范围内。 推荐值 对于ADA4891-3/ADA4891-4，典型RF值在301 Ω至453 Ω范 表5和表6为各种配置提供了一个简便的参考，并显示了增 围内。 益对ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4的−3 dB 在受控阻抗信号路径中，RT用作输入端接电阻，以与输入 源阻抗匹配。请注意，正常工作时不需要RT。一般将RT设 为与输入源阻抗相匹配。 小信号带宽、压摆率和峰化的影响。请注意，随着增益提 高，小信号带宽会下降，这与增益带宽积的关系是一致 的。此外，增益越高，相位余量越大，放大器变得越加稳 定。因此，频率响应的峰化随之减小(见图7和图10)。 表5. 推荐元件值和增益对ADA4891-1/ADA4891-2性能的影响(RL = 1 kΩ) 增益 −1 +1 +2 +5 +10 RF (Ω) 604 0 604 604 604 反馈网络值 RG (Ω) 604 开路 604 151 67.1 −3 dB小信号带宽(MHz) VOUT = 200 mV p-p 118 240 120 32.5 12.7 Rev. E | Page 15 of 24 tR 188 154 170 149 71 压摆率(V/µs) tF 192 263 210 154 72 峰化(dB) 1.3 2.6 1.4 0 0 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 表6. 推荐元件值和增益对ADA4891-3/ADA4891-4性能的影响(RL = 1 kΩ) −3 dB小信号带宽(MHz) VOUT = 200 mV p-p 97 220 97 31 13 反馈网络值 RG (Ω) 453 开路 453 90.6 45.3 tR 186 151 181 112 68 0.3 增益平坦度是视频应用的一个重要特性，它表示通带内信 0.2 号幅度的最大容许偏差。测试已揭示，人眼无法分辨1%以 下的亮度变化，这相当于通带内的信号下降0.1 dB，简单说 就是0.1 dB增益平坦度。 PCB布局配置和芯片焊盘往往会产生杂散电容。反相输入 端的杂散电容会与反馈和增益电阻一起形成一个极点。这 一额外极点会增加闭环相位响应的相移，降低相位余量， 导致放大器不稳定和频率响应峰化。 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) RF对0.1 dB增益平坦度的影响 极点发生显著的相互作用。 RG = RF = 649Ω RG = RF = 604Ω –0.2 –0.3 –0.4 VS = 5V G = +2 VOUT = 2V p-p RL = 150Ω 0.1 1 10 100 电阻RF。如果无法调整RF，可以让一个小电容与RF并联以 电容与增益和反馈电阻所形成的极点。第一次确定CF值 时，可以使用以下公式： RG × CS = RF × CF RG = RF = 549Ω –0.1 其中： RG是增益电阻。 –0.2 CS是输入杂散电容。 RF为反馈电阻。 VS = 5V G = +2 VOUT = 2V p-p RL = 150Ω 0.1 CF为反馈电容。 1 10 FREQUENCY (MHz) 100 08054-022 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) RG = RF = 301Ω –0.1 为获得所需的0.1 dB带宽，请按照图52和图53所示调整反馈 0 –0.4 0 反馈电容CF与反馈电阻一起形成一个零点，抵消输入杂散 RG = RF = 698Ω –0.3 RG = RF = 357Ω 降低峰化。 0.2 0.1 RG = RF = 453Ω 图53. 0.1 dB增益平坦度，同相增益配置，ADA4891-3/ADA4891-4 响。图53显示对ADA4891-3/ADA4891-4的影响。请注意， 形成的额外极点随着频率提高而下移，并与放大器的内部 RG = RF = 402Ω FREQUENCY (MHz) 益平坦度的影响。图52显示对ADA4891-1/ADA4891-2的影 RF值越大，则峰化越严重，这是因为RF与输入杂散电容所 峰化(dB) 0.9 4.1 0.9 0 0 0.1 –0.5 图52和图53显示了使用不同值的反馈电阻RF对器件0.1 dB增 压摆率(V/µs) tF 194 262 223 120 67 08054-085 RF (Ω) 453 0 453 453 453 增益 −1 +1 +2 +5 +10 图52. 0.1 dB增益平坦度，同相增益配置，ADA4891-1/ADA4891-2 这样做可使放大器的原始闭环频率响应恢复到像没有杂散 输入电容那样。不过，CF值多数时候是凭经验确定。 图54显示了使用不同值的反馈电容以降低峰化的效果。其 中使用ADA4891-1/ADA4891-2来演示，RF = RG = 604 Ω。输 入杂散电容与板寄生电容一起约为2 pF。 Rev. E | Page 16 of 24 ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 有四种方法可降低输出容性负载效应： • 降低输出阻性负载。这可以进一步推远极点，从而改善 CF = 0pF 0.1 相位余量。 CF = 1pF • 用更高的噪声增益提高相位余量。闭环增益越高，相位 0 余量越大，可驱动的容性负载也越大，峰化则越小。 • 在−IN与输出端之间添加一个电容CF与RF并联。这将在 CF = 3.3pF –0.1 闭环频率响应中增加一个零点，它一般会抵消放大器的 –0.2 容性负载与输出阻抗所形成的极点。详情请参阅“RF对 VS = 5V G = +2 RF = 604Ω RL = 150Ω VOUT = 2V p-p 0.1 dB增益平坦度的影响”部分。 –0.3 0.1 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 08054-025 NORMALIZED CLOSED-LOOP GAIN (dB) 0.2 • 让一个小电阻RS与输出端串联，以将负载电容与放大器 的输出级隔离。 图57显示了使用缓冲电阻(RS)降低最差情况频率响应(G = +1) 图54. 0.1 dB增益平坦度与CF 的关系，VS = 5 V， ADA4891-1/ADA4891-2 峰化的效果。RS = 100 Ω时，峰化降低3 dB，不利之处是输 驱动容性负载 出端衰减导致闭环增益降低0.9 dB。RS可以在0 Ω到100 Ω范 高度容性的负载会反作用于放大器的输出阻抗，导致相位 围内调整，以保持合理的峰化水平和闭环增益，如图57 余量损失和峰化，甚至引起振荡。我们使用ADA4891-1/ 所示。 8 8 6 4 MAGNITUDE (dB) 2 0 –2 –4 –8 VS = 5V VOUT = 200mV p-p G = +1 RL = 1kΩ CL = 6.8pF –10 0.1 1 2 100 FREQUENCY (MHz) RS = 100Ω –2 –4 –8 10 RS = 0Ω 0 –6 VIN 200mV STEP RS OUT RL CL 50Ω –10 0.1 08054-032 MAGNITUDE (dB) 4 –6 VS = 5V VOUT = 200mV p-p G = +1 RL = 1kΩ CL = 6.8pF 6 1 10 100 FREQUENCY (MHz) 图55. 闭环频率响应，CL = 6.8 pF，ADA4891-1/ADA4891-2 08054-033 ADA4891-2来演示这一效应，见图55和图56。 图57. 使用缓冲电阻时的闭环频率响应，CL = 6.8 pF 图58显示缓冲电阻(RS = 100 Ω)大大改善了瞬态响应(与图56 相比)。 VS = 5V G = +1 RL = 1kΩ CL = 6.8pF RS = 100Ω 0 –100 50mV/DIV 50ns/DIV 100 0 –100 50mV/DIV 图56. 200 mV阶跃响应，CL = 6.8 pF，ADA4891-1/ADA4891-2 Rev. E | Page 17 of 24 50ns/DIV 图58. 200 mV阶跃响应，CL = 6.8 pF，RS = 100 Ω 08054-035 OUTPUT VOLTAGE (mV) 100 08054-034 OUTPUT VOLTAGE (mV) VS = 5V G = +1 RL = 1kΩ CL = 6.8pF ADA4891-1/ADA4891-2/ADA4891-3/ADA4891-4 端接不用的放大器 单电源供电 端接多放大器封装中不使用的放大器是确保有用放大器正 ADA4891也可以采用单电源供电。图61显示ADA4891-3配 常工作的重要一步。未端接的放大器可能会振荡并消耗大 置为5 V单电源视频驱动器。 量功率。端接未使用放大器的推荐程序是以单位增益配置 • 输入信号通过电容C1交流耦合到放大器。 连接所有不用的放大器，并将同相输入端连接到中间电源 • 电阻R2和电阻R4为放大器建立输入中间电源电压基准。 电压。对于对称的双极性电源，这意味着同相输入端接 • 电 容 C5防 止 增 益 设 置 电 阻 (R G ) 消 耗 恒 定 电 流 ， 并 使 地，如图59所示。 ADA4891-3在直流时向输入中间电源电压提供单位增 益，从而在中间电源电压建立输出电压。 +VS • 电容C6是输出耦合电容。 单电源工作所获得的大信号频率响应与双极性电源工作完 ADA4891 R2/2和C2、R3和C1、R G 和C5、R L 和C6形成四对低频极 点。采用此配置时，低频时的−3 dB截止频率为12 Hz。可 图59. 对称双极性电源配置中未使用放大器的端接 在单电源应用中，必须创建一个合成的中间电压源。这可 以利用一个简单的电阻分压器实现。图60显示了单电源配 以调整C1、C2、C5和C6的值以改变低频−3 dB截止点，从 而适应具体设计的需要。 有关运算放大器单电源供电的更多信息，请参阅Analog 置中端接未使用放大器的正确连接。 Dialogue文章“避免单电源应用中的运算放大器不稳定问 +VS 题”(第35卷第2期，www.analog.com)。 2.5kΩ ADA4891 08054-065 2.5kΩ C2 1µF +5V 图60. 单电源配置中未使用放大器的端接 R4 50kΩ C4 0.01µF C6 22µF VIN ADA4891-3包括关断特性，放大器不用时可降低功耗。当 一个放大器关断时，其输出端进入高阻抗状态。输出阻抗 随着频率的提高而降低，此效应如图34所示。利用关断功 能，50 MHz时可以实现−40 dB的正向隔离。图46显示正向 隔离与频率数据的关系。将PD1、PD2或PD3引脚拉低可设 置关断功能。 表7总结了关断特性的工作方式。 表7. 禁用功能 >VTH或悬空