AD8368 - Analog Devices

AGCディテクタ付き800MHz
デシベル・リニアVGA
AD8368
機能ブロック図
特長
アナログ可変ゲイン範囲：−12∼＋22dB
デシベル・リニア・スケール：37.5dB/V
3dB帯域幅：800MHz @VGAIN＝0.5V
RMSディテクタを集積
P1dB：16dBm @140MHz
出力IP3：33dBm @140MHz
最大ゲインでのノイズ指数：9.5dB @140MHz
入出力インピーダンス：50Ω
単電源電圧動作：4.5∼5.5V
RoHS互換、24ピンLFCSP
VPSO
MODE
10
21
VPSO VPSI VPSI VPSI VPSI VPSI
9
11
12
22
23
13
ICOM 16
AD8368
OCOM 6
ゲイン・インターポレータ
固定ゲイン
アンプ
出力
バッファ
gm 段
0dB –2dB
–4dB
–36dB
REF
INPT 19
ICOM 17
ICOM 18
アプリケーション
24 ENBL
8
OUTP
3
HPFL
4
DECL
14 DECL
50Ω
DECL
–
+
ICOM 20
完全なIF AGCアンプ
ゲインのトリミング／レベル調整
携帯電話基地局
ポイントtoポイント無線リンク
RF計測器
15 DECL
X2
減衰器ラダー
2
5
DETO
DETI
05907-001
GAIN 1
OCOM 7
図1
概要
AD8368は、低周波から800MHzまで使用できるアナログ・デ
シベル・リニア・ゲイン制御機能を備えた可変ゲイン・アンプ
（VGA）です。優れたゲイン範囲、適合性、平坦性は、高性能
な可変ゲイン制御を実現する革新的技術、アナログ・デバイセ
ズのX-AMP®アーキテクチャによって可能になりました。
−12∼＋22dBのゲイン範囲は正確に37.5dB/Vにスケールされ
ており、適合性誤差はごくわずかです。3dBの800MHz帯域幅
は公称でゲイン設定とは無関係であり、140MHz時のOIP3が最
大ゲインで33dBmになります。出力ノイズ・フロアは
−143dBm/Hzで、これは最大ゲインのノイズ指数9.5dBに相当
します。シングルエンド入出力インピーダンスは公称で50Ωで
す。
AD8368のゲインは、MODEピンが正側電源に接続されている
かグラウンドに接続されているかに応じて、ゲイン制御電圧の
増加関数または減少関数に設定できます。MODEピンがハイレ
ベルのときは典型的な VGA として動作し、ゲインが増加しま
す。MODEピンをグラウンドに接続してオンボードのrmsディ
REV. 0
アナログ・デバイセズ株式会社
テクタを使用すれば、RSSIを備えた完全なAGCシステムにな
ります。出力は、波形のクレスト・ファクタに関係なく、内部
のデフォルト・セットポイント 63mV rms （ 50Ω を基準に
−11dBm）のレベルを維持します。汎用のディテクタの入力は
DETIで得られるため、34dBの最大入力パワー範囲で、AGC
ループによって信号のレベルをAD8368の出力ポイントかシグ
ナル・チェーンの任意のポイントで調整できます。また、出力
信号をディテクタに出力する前に分周してセットポイント・レ
ベルを上げることもできます。
AD8368の動作電源電圧は4.5∼5.5Vで、消費電流は60mAです。
ENBL ピンを接地することによって、 3mA 未満まで完全にパ
ワーダウンすることができます。AD8368は、アナログ・デバ
イセズ独自のSiGe SOI相補型バイポーラ・プロセスによって製
造されています。24ピンCSPパッケージで提供され、工業用温
度範囲−40∼＋85℃で動作します。アプリケーション・ボード
は要望に応じて提供しています。
アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の
利用に関して、あるいは利用によって生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いま
せん。また、アナログ・デバイセズ社の特許または特許の権利の使用を明示的または暗示的に許諾するもので
もありません。仕様は、予告なく変更される場合があります。本紙記載の商標および登録商標は、各社の所有
に属します。
※日本語データシートはREVISIONが古い場合があります。最新の内容については、英語版をご参照ください。
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AD8368
目次
特長 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
アプリケーション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
機能ブロック図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
改訂履歴 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
仕様 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
絶対最大定格 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
ESDに関する注意 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
ピン配置と機能の説明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
代表的な性能特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
回路の説明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
入力減衰器とインターポレータ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
固定ゲイン段と出力バッファ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
出力オフセット補正. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
入出力インピーダンス. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
ゲイン制御インターフェース. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
アプリケーション . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
VGA動作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
AGC動作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
評価用ボード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
外形寸法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
オーダー・ガイド. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
改訂履歴
4/06―Revision 0: Initial Version
―2―
REV. 0
AD8368
仕様
特に指定のない限り、VS=5V、T=25℃、システム・インピーダンスZ0=50Ω、VMODE=5V、RF入力=140MHz。
表1
パラメータ
Min
Typ
Max
単位
800
条件
全体の機能
MHz
3dB帯域幅
最大入力
3
Vp
入力過負荷がないこと
最大出力1
2
Vp
クリッピングがないこと
AC入力インピーダンス
50
Ω
INPT∼ICOM
AC出力インピーダンス
50
Ω
OUTP∼OCOM
周波数範囲
LF
ゲイン制御インターフェース（ゲイン）
ゲイン範囲
34
dB
ゲイン・スケーリング
37.5
dB/V
−38
dB/V
VMODE＝0V、50mV≦VGAIN≦950mV
ゲイン精度
±0.4
dB
100mV≦VGAIN≦900mV
VMODE＝5V、50mV≦VGAIN≦950mV
最大ゲイン
22
dB
VGAIN＝1V
最小ゲイン
−12
dB
VGAIN＝0V
VGAIN範囲
0
1
ゲイン・ステップ応答
100
ゲイン入力インピーダンス
10
−2
ゲイン入力バイアス電流
V
ns
6dBゲイン・ステップ
kΩ
GAIN∼ICOM
µA
f＝70MHz
ノイズ指数
9.5
dB
最大ゲイン
出力IP3
34
dBm
f1＝70MHz、f2＝71MHz、VGAIN＝1V、
出力トーンあたり0dBm
出力P1dB1
16
dBm
VGAIN＝0V、VMODE＝0V
f＝140MHz
ノイズ指数
9.5
dB
最大ゲイン
出力IP3
33
dBm
f1＝140MHz、f2＝141MHz、VGAIN＝1V、
出力トーンあたり0dBm
出力P1dB1
16
dBm
VGAIN＝0V、VMODE＝0V
ノイズ指数
9.7
dB
最大ゲイン
出力IP3
33
dBm
f1＝240MHz、f2＝241MHz、VGAIN＝1V、
出力トーンあたり0dBm
出力P1dB1
15
dBm
VGAIN＝0V、VMODE＝0V
f＝240MHz
f＝380MHz
1
ノイズ指数
10
dB
最大ゲイン
出力IP3
29
dBm
f1＝380MHz、f2＝381MHz、VGAIN＝1V、
出力トーンあたり0dBm
出力P1dB1
13
dBm
VGAIN＝0V、VMODE＝0
望ましくない歪み成分が発生するため、圧縮時の動作は推奨しません。
REV. 0
―3―
AD8368
特に指定のない限り、VS=5V、T=25℃、システム・インピーダンスZ0=50Ω、VMODE=5V、RF入力=140MHz。
表2
パラメータ
Min
Typ
Max
単位
条件
OUTPをDETIに接続
2乗ディテクタ（DETI、DETO）
出力セットポイント
−11
dBm
ICOMへのDETI DCバイアス・レベル
VS/2
V
DETIインピーダンス
710
Ω
0.6
DETO出力レンジ1
0.1
AGCステップ応答
pF
VS/2
V
30
µs
3.5
V
入力パワー・ステップ：−６dB（CDETO＝1nF）
モード制御インターフェース（MODE）
モード・スレッショールド
MODE入力バイアス電流
50
µA
5.5
V
電源インターフェース（VPSI、VPSO）
電源電圧
4.5
5
全電源電流
60
mA
ENBL：ハイレベル
ディスエーブル電流
2
mA
ENBL：ローレベル
イネーブル・スレッショールド
2.5
V
イネーブル応答時間
1.5
µs
オフからオンへの遷移から、出力が最終値の90%
に達するまでの遅延時間
3
µs
オンからオフへの遷移から、電源電流が5mA未満
になるまでの遅延時間
µA
VENBL＝5V
イネーブル・インターフェース（ENBL）
ENBL入力バイアス電流
1
150
「アプリケーション」のAGC動作を参照。
―4―
REV. 0
AD8368
絶対最大定格
表3
パラメータ
定格値
電源電圧VPSO、VPSI
5.5V
ENBL/MODE選択電圧
5.5V
RF入力レベル
20dBm
内部消費電力
440mW
θJA
52℃/W
最大ジャンクション温度
125℃
動作温度範囲
−40∼＋85℃
保存温度範囲
−65∼＋150℃
ピン温度（ハンダ処理、60秒）
300℃
左記の絶対最大定格を超えるストレスを加えると、デバイスに
恒久的な損傷を与えることがあります。この規定はストレス定
格のみを指定するものであり、この仕様の動作セクションに記
載する規定値以上でのデバイス動作を定めたものではありませ
ん。デバイスを長時間絶対最大定格状態に置くと、デバイスの
信頼性に影響を与えることがあります。
注意
ESD（静電放電）の影響を受けやすいデバイスです。人体や試験機器には4000Vもの高圧の静
電気が容易に蓄積され、検知されないまま放電されることがあります。本製品は当社独自の
ESD保護回路を内蔵してはいますが、デバイスが高エネルギーの静電放電を被った場合、回復
不能の損傷を生じる可能性があります。したがって、性能劣化や機能低下を防止するため、
ESDに対する適切な予防措置を講じることをお勧めします。
REV. 0
―5―
AD8368
V PS I
ICO M
INPT
23
MO DE
V PS I
24
22
21
20
19
18
ICOM
17
ICOM
16
ICOM
15
DECL
DETI 5
14
DECL
OCOM 6
13
VPSI
HPFL 3
AD8368
DECL 4
上面図
10
11
12
V PSI
V PSI
O UT P
9
V PSO
8
V PSO
7
O CO M
（実寸ではありません）
05907-002
GAIN 1
DETO 2
図2.
表4.
E NBL
ピン配置と機能の説明
AD8368 24ピンLFCSPのピン配置
ピン機能の説明
ピン番号
記号
機能
1
GAIN
ゲイン制御
2
DETO
ディテクタの出力。AGC機能のための出力誤差電流を供給
3
HPFL
ハイパス・フィルタへの接続。コンデンサをグラウンドに接続することで、使用でき
る最小入力周波数を制御する内部出力オフセット制御ループのコーナー周波数を設定
可能
4、14、15
DECL
デカップリング・ピン。公称で約VS/2。場合によっては、AGC動作のためにデカップ
リング容量の調整が必要（「アプリケーション」を参照）
5
DETI
ディテクタの入力。DECLピンを基準にしたDCレベル
6、7
OCOM
OCOMは低インピーダンスのグラウンドに接続
16、17、18、20
ICOM
ICOMはインピーダンスのグラウンドに接続
8
OUTP
信号出力。ACカップリングが必要
9、10
VPSO
正側電源電圧（4.5∼5.5V）。VPSOとVPSIは外部で相互接続し、適正にバイパスする
必要あり
11、12、13、22、23
VPSI
正側電源電圧（4.5∼5.5V）。VPSOとVPSIは外部で相互接続し、適正にバイパスする
必要あり
19
INPT
信号入力。ACカップリングが必要
21
MODE
ゲイン方向の制御。HIGHで上昇スロープ、LOWで下降スロープ
24
ENBL
正側電圧（2.5V≦VENBL≦VPSI）を加えてデバイスを起動
―6―
REV. 0
AD8368
代表的な性能特性
特に指定のない限り、VS＝5V、T＝25℃、システム・インピーダンスZ0＝50Ω、VMODE＝5V。
4
25
25
240MHz
3
20
2
15
0.75V
+85°C
ゲイン（dB）
5
0.5V
0
–5
10
1
5
0
–1
0
+25°C
0.25V
–10
05907-003
0V
–15
–20
10
100
–5
–2
–10
–3
0
0.2
0.4
0.6
0.8
VGAIN（V）
VGAIN 対周波数応答
図6.
VGAIN 対ゲインおよび適合性誤差
（f＝240MHz）
4
25
4
25
380MHz
70MHz
20
15
3
20
2
15
0
0
–1
+25°C
–40°C
ゲイン（dB）
5
適合性誤差（dB）
1
10
1
5
0
0
–5
–2
–5
–10
–3
–10
–4
1.0
–15
0.4
2
0.6
0.8
–1
+25°C
05907-004
ゲイン（dB）
10
0.2
3
+85°C
+85°C
0
–40°C
–2
–3
–4
1.0
–15
0
0.2
0.4
0.6
0.8
VGAIN（V）
VGAIN（V）
図4.
–4
1.0
–15
1000
周波数（MHz）
図3.
–40°C
VGAIN 対ゲインおよび適合性誤差
（f＝70MHz）
図7.
4
25
20
3
15
2
VGAIN 対ゲインおよび適合性誤差
（f＝380MHz）
0.7
140MHz
0.6
0.5
1
5
0
–1
0
+25°C
0.3
振幅（V）
10
–40°C
–5
–2
–10
–3
V GAIN
0.4
適合性誤差（dB）
ゲイン（dB）
+85°C
0.2
V OUTP
0.1
0
–0.1
0
0.2
0.4
0.6
0.8
05907-008
–4
1.0
05907-005
–0.2
–15
–0.3
–0.4
–0.5
–0.4
–0.3
図5.
REV. 0
–0.2
–0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
時間（µs）
VGAIN（V）
VGAIN 対ゲインおよび適合性誤差
（f＝140MHz）
図8.
―7―
ゲイン・ステップ時間領域応答
（6dBのゲイン・ステップ）
適合性誤差（dB）
S21（dB）
10
適合性誤差（dB）
15
05907-006
1V
0.5
05907-007
20
AD8368
40
20
+85°C
+85°C
18
+25°C
16
30
出力 1dB 圧縮（dBm）
+25°C
25
–40°C
20
15
12
10
–40°C
8
6
10
05907-009
0
70
110
150
図9.
190
230
270
RF 入力（MHz）
310
350
05907-012
4
5
2
0
70
380
最大ゲイン時の周波数対 OIP3
（VMODE＝0V）
110
図12.
40
150
190
230
270
RF 入力（MHz）
310
350
380
最大ゲイン時の周波数対出力圧縮ポイン
ト（VMODE＝0V）
20
70MHz
70MHz
140MHz
140MHz
18
35
16
30
出力 1dB 圧縮（dBm）
出力 3 次インターセプト（dBm）
14
25
240MHz
380MHz
20
15
14
380MHz
12
240MHz
10
8
6
10
4
05907-010
5
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
05907-013
出力 3 次インターセプト（dBm）
35
2
0
1.0
0
0.2
0.4
VGAIN（V）
図10.
0.6
0.8
1.0
VGAIN（V）
VGAIN 対 OIP3（VMODE＝0V）
図13.
VGAIN 対出力圧縮ポイント（VMODE＝0V）
20
0
5.5V
18
–10
16
出力 1dB 圧縮（dBm）
–30
–40
380MHz
240MHz
–50
14
5.0V
12
4.5V
10
8
6
–60
140MHz
70MHz
–80
0
0.2
0.4
0.6
0.8
05907-014
4
–70
05907-011
3 次 IMD（dBc）
–20
2
0
70
1.0
110
図11.
150
190
230
270
310
350
380
RF 入力（MHz）
VGAIN（V）
VGAIN 対 3次IMD（出力パワーはトーン
あたり0dBm、VMODE＝0V）
図14.
―8―
最大ゲイン時の電源電圧対出力圧縮ポイ
ント（VMODE＝0V）
REV. 0
AD8368
50
45
ノイズ指数（dB）
40
35
30
V GAIN = 0.75V
25
20
V GAIN = 0V
15
10
V GAIN = 1V
05907-015
V GAIN = 0.25V
5
100
1000
05907-018
0
10
V GAIN = 0.5V
周波数（MHz）
図15.
図18.
最大ゲイン時の周波数対ノイズ指数
（VMODE＝0V）
50
入力反射係数の周波数特性
0
45
–5
34
30
25
20
15
5
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
–15
–20
–25
–30
–35
05907-016
70MHz
140MHz
240MHz
380MHz
10
–10
V GAIN = 1V
V GAIN = 0V
–40
1.0
10
100
図16.
1000
周波数（MHz）
VGAIN（V）
VGAIN 対ノイズ指数（VMODE＝0V）
図19.
出力リターン損失の周波数特性
0
–5
入力リターン損失（dB）
V GAIN = 0.5V
–10
V GAIN = 0.75V
–15
V GAIN = 1V
–20
V GAIN = 1V
–25
–30
–40
10
100
周波数（MHz）
図17.
REV. 0
V GAIN = 0V
1000
05907-020
V GAIN = 0.25V
05907-017
V GAIN = 0V
–35
図20.
入力リターン損失の周波数特性
―9―
出力反射係数の周波数特性
05907-019
出力リターン損失（dB）
ノイズ指数（dB）
40
1.0
1.0
1.0
1.0
0.9
0.8
0.9
0.8
0.8
0.6
0.8
0.2
0.5
0
–40°C
+85°C
0.4
–0.2
+25°C
0.3
0.6
+85°C
0.7
0.2
0.5
0
–40°C
0.4
–0.2
+25°C
0.3
–0.4
–0.8
–35
+85°C
–30
–25
0.2
–1.0
–20
–15
–10
–5
0
–0.6
0.1
–0.8
+25°C
0
–40
5
+85°C
–35
–30
–25
RF 入力（dBm）
図21.
–1.0
–20
–15
–10
–5
0
05907-024
–0.6
0.1
05907-021
0.2
0
–40
–0.4
–40°C
+25°C
–40°C
0.4
0.6
適合性誤差（dB）
0.4
0.6
RSSI（V）
0.7
適合性誤差（dB）
RSSI（V）
AD8368
5
RF 入力（dBm）
入力パワー対 RSSI（VDETO）および適合
性誤差（f＝70MHz）
図24.
1.0
1.0
0.9
0.8
0.8
0.6
0.7
0.4
0.6
0.2
入力パワー対 RSSI（VDETO）および適合
性誤差（f＝380MHz）
+25°C
+85°C
0.4
–0.2
–40°C
0.3
V OUTP
振幅（V）
0
0.5
適合性誤差（dB）
RSSI（V）
V RSSI
–0.4
–40°C
–0.8
+25°C
0
–40
–35
図22.
+85°C
–30
–1.0
–25
–20
–15
–10
RF 入力（dBm）
–5
0
CH2 50mV Ω CH3 100mV Ω M20µs 500MS/s A CH1
2.0ns/PT
5
入力パワー対 RSSI（VDETO）および適合
性誤差（f＝140MHz）
図25.
1.0
1.0
0.9
0.8
0.8
0.6
0.7
0.4
0.6
0.2
–40°C
0.3
電源電流（mA）
適合性誤差（dB）
–0.2
8
70
7
4.5V
6
50
5
5.0V
40
5.5V
5.5V
4
30
3
5.0V
–0.4
–40°C
20
2
–0.6
0.1
–0.8
+25°C
0
–40
–35
図23.
+85°C
–30
–1.0
–25
–20
–15
–10
RF 入力（dBm）
–5
0
5
入力パワー対 RSSI（VDETO）および適合
性誤差（f＝240MHz）
10
1
4.5V
0
–40
図26.
― 10 ―
0
–20
0
20
温度（℃）
40
60
05907-026
0.2
05907-023
RSSI（V）
0
+25°C
+85°C
0.4
AGCの時間領域応答（3dBパワー・ス
テップ、CDETO＝1nF）
80
60
0.5
410mV
ディスエーブル電流（mA）
0.1
05907-025
–0.6
05907-022
0.2
80
電源電圧対電源電流およびディスエーブ
ル電流
REV. 0
AD8368
50
V ENBL
パーセンテージ（%）
40
振幅（V）
V OUTP
30
20
CH2 500mV Ω CH3 5V Ω M2.0µs 250MS/s
4.0ns/PT
図27.
A CH3
0
0.0V
–15.0
ENBL応答時間
図29.
パーセンテージ（%）
40
30
20
05907-028
10
37.0
37.2
37.4
37.6
37.8
38.0
38.2
スロープ（dB/V）
図28.
REV. 0
–14.7
–14.4
–14.1
–13.8
–13.5
インターセプト（dB）
50
0
36.8
05907-029
05907-027
10
ゲイン・スケーリング分布（140MHz）
― 11 ―
ゲイン・インターセプト分布（140MHz）
AD8368
回路の説明
図30に示すメインの信号パスは、可変入力減衰器と、これに続
く固定ゲイン・アンプおよび出力段で構成されています。この
アーキテクチャにより、ゲイン設定の関数としてOIP3と出力ノ
イズ・フロアが一定になります。結果的に、NFとIIP3はゲイン
が1dB低下するたびに1dB増加し、ゲイン設定に対して一定の
ダイナミック・レンジが得られます。
出力オフセット補正
入力INPTのDCレベルは、内部リファレンスによってVSの1/2
に駆動されます。リファレンス用のDECLピンは、CDECLを接続
してデカップリングします。出力 OUTP の DC レベルは、ゲイ
ン設定、温度、プロセスに左右されないオフセット補正ループ
によって同じくリファレンス電圧の 1/2 に調整されます。この
ループのローパス応答によって、信号パス伝達関数でハイパ
ス・コーナー周波数を作ることができます。CDECLとCHPFLを選
択して、周波数を設定します。
固定ゲイン・出力
アンプ
バッファ
VOUT
インターポレータ、
gm 段から
gm
×1
モード
ゲイン
ゲイン・インターポレータ
固定ゲイン・出力
アンプ
バッファ
gm 段
0dB –2dB
図31.
VOUT
–4dB
–36dB
図30.
05907-033
減衰器ラダー
DECL
CHP
CDECL
V MID
出力センタリング制御ループ
入力と出力のカップリング・コンデンサの選択に際しては、対
象となる周波数で低インピーダンス（50Ωを基準）になり、ハ
イパス・コーナーに影響を及ぼさないようなものを選びます。
この場合、オフセット補正ループの帰還パスで独立した極をな
すCHPFLまたはCDECLによりハイパス・コーナー周波数を設定で
きます。ハイパス・コーナーはこれらの極の大きい方で決まり、
以下の式で求めることができます。
INPT
50Ω
DECL
HPFL
05907-034
AD8368は、帯域幅800MHz、ゲイン制御スパン34dB（−12∼
＋22dB）のシングルエンドVGAです。内蔵の汎用2乗ディテク
タにより、VGAを中心とするタイトなAGCループを構成する
ことができます。アナログ・デバイセズの特許技術 X-AMP
アーキテクチャを基盤に、優れた直線性（OIP3）とノイズ指数
（NF）が得られる高精度のデシベル・リニア・ゲイン制御機能
を実現しています。また、50Ωの入出力インピーダンスによっ
て、使いやすさも考慮しています。
簡略回路図
入力減衰器とインターポレータ
入力減衰器は、18のセクションを持つ抵抗ラダーで構成されて
おり、ラダーの各タップ・ポイントで入力信号が2dB減衰しま
す。抵抗ラダーは正確な50Ωの入力インピーダンスを提供する
だけでなく、リニア入力減衰器として機能します。可変トラン
スコンダクタンス（gm）段では、ラダーの特定のタップ・ポイ
ントから減衰された信号を選択して、固定ゲイン・アンプに供
給することができます。離散的なタップ・ポイントに対して連
続したゲイン制御を行うために、ゲイン・インターポレータは、
可変gm段を慎重に制御して隣接タップ・ポイントに現れる信号
の重付け和を取ります。
固定ゲイン段と出力バッファ
出力バッファを駆動する固定ゲイン段に、さまざまなタップ・
ポイントの重付け和が与えられます。抵抗入力減衰器はリニア
特性を備えており、パッシブ終端としてわずかなノイズを生じ
るだけであるため、ゲインの関数となるダイナミック・レンジ
は主に固定ゲイン・アンプのノイズと歪みによって決まりま
す。このため、ゲインの設定に対して一定のOIP3と一定の出力
ノイズ・フロアが得られ、ゲインが低下するとそれに対応して
IIP3とNFのデシベル値が増大します。出力バッファのゲインは
6dBであり、広帯域でシングルエンドの50Ω出力インピーダン
スが得られます。
fHP, HPFL（kHz）＝
0.8
（0.005＋CHPFL）
fHP, DECL（kHz）＝
5700
（0.005＋CDECL）
ここで、CHPFLまたはCDECLの単位はnFです。
この方法を用いてハイパス周波数を設定するときは、その極の
周波数が少なくとも30倍低くなるように他のコンデンサのサイ
ズを調整する必要があります。CDECLは、DECLピンにおける全
デカップリング容量を表します。
入出力インピーダンス
AD8368は、広帯域、シングルエンドの50Ω入出力インピーダ
ンスを提供します。50Ωとの優れたマッチングは、周波数全体
にわたり、ゲイン設定やデバイスが異なっても変わりません。
内部の DC レベルが乱れないように、入力ピンと出力ピンの両
方を外部的に AC カップリングする必要があります。入力時に
ラダーで与えられ、出力時には出力バッファで得られる50Ωに
対しコンデンサのインピーダンスが無視できるくらいの大きさ
になるよう、十分なサイズのカップリング・コンデンサを使用
してください。
― 12 ―
REV. 0
AD8368
ゲイン制御インターフェース
4
25
AD8368は、ゲインアップ・モードまたはゲインダウン・モー
3
15
2
10
ERROR_L
0
5
0
ERROR_H
–3
–10
GAIN_L
れぞれ次式で得られます。
–15
0
0.2
GainHIGH (dB)＝37.5×VGAIN−14
REV. 0
0.4
0.6
0.8
–4
1.0
VGAIN（V）
図32.
GainLOW (dB)＝−38×VGAIN＋24.8
ここで、VGAINはボルト単位です。
–1
–2
–5
MODEをハイレベルまたはローレベルにするゲイン関数は、そ
1
05907-035
ゲイン（dB）
20
適合性誤差（dB）
GAIN_H
ドで動作するデシベル・リニア・ゲイン制御インターフェース
を備えています。MODEピンをハイレベルにプルアップするゲ
インアップ・モードでは、ゲイン電圧が増大するとゲインも増
大します。MODEピンをローレベルにプルダウンするゲインダ
ウン・モードでは、ゲイン電圧が増大するとゲインが低下しま
す。いずれの動作モードでも、 V GAINが 100 ∼ 900mV に変化し
ても、ゲイン制御スロープは、温度、電源、プロセス全体にわ
たって＋37.5dB/Vまたは−38dB/V（モードの選択による）に
維持されます。VGAを中心にオンボードのディテクタでAGC
ループを形成するには、MODE LOWにする必要があります。
VGAIN 対ゲインおよび適合性誤差
図32に示すように、ゲイン関数はMODEピンの状態に応じて、
VGAINの増加関数または減少関数となります。
― 13 ―
AD8368
アプリケーション
VGA動作
AD8368は、広範な周波数範囲で高精度な連続デシベル・リニ
ア・ゲイン制御が必要な各種アプリケーションに最適な汎用
VGAです。X-AMPアーキテクチャにより、他の可変ゲイン技
術よりも優れた温度安定性や電源安定性を提供します。帯域幅
は800MHzですが、CHPFLまたはCDECLを選択することによって
この低周波数動作を拡張できます。
図33に、VGAモードでAD8368を使用する場合の代表的な接続
図を示します。AD8368の入力（INPT）と出力（OUTP）は、
チップ上のDCレベルが乱れないように外部でACカップリング
する必要があります。コンデンサの直列インピーダンスが対象
となる周波数で無視できるくらいの大きさになるよう、十分な
サイズのカップリング・コンデンサを使用する必要がありま
す。
V IN
AGC動作
AD8368は、図34に示すように、オンボードのrmsディテクタ
を使ってスタンドアロンのAGCアンプに構成することができま
す。ディテクタの出力DETOは、63mVの内部リファレンスと
検知信号の実効値（rms）との平方差を表す誤差電流です。こ
の誤差電流はCDETOで積分され、GAINピンに接続されてAGC
ループを形成します。
が、ピーク対平均比の高いマルチキャリア信号、ガウス・ノイ
ズ、複雑なエンベロープなど、もっと複雑な信号でもディテク
タの精度は変わりません。
INPT
ICO M
MO DE
V PS I
V PS I
E NBL
グラウンドに適切にデカップリングする必要があります。
HPFLピンとDECLピンに接続されたコンデンサは、出力オフ
セット補正ループのローパス・コーナー周波数を制御します。
これによって得られたハイパス・コーナー周波数は、コンデン
サの値に反比例します。
63mVのrmsリファレンスは178mVp-pのサイン波に対応します
V POS
V IN
GAIN
ICOM
DETO
ICOM
DECL
+
RSSI
ICOM
DETO
ICOM
CDETO
HPFL
ICOM
X2
DECL
R2
DECL
+
DETI
DECL
R1
V POS
0 ∼ 1V 範囲のゲイン制御電圧は、 GAIN ピンに印加します。
MODEピンは、ゲインの電圧によってデバイスのゲインを増加
するか減少するかを制御します。MODEピンをハイレベルにプ
ルアップすると、ゲイン電圧の増大に応じてゲインも増大しま
す。MODEピンをローレベルにプルダウンすると、ゲイン電圧
の増大に伴ってゲインは低下します。ENBLピンは、デバイス
をイネーブルまたはディスエーブルすることができます。
ENBLはアクティブ・ハイレベルです。ENBLをローレベルに
するとデバイスはディスエーブルとなり、通常の電源電流に比
べてごくわずかな電流しか流れなくなります。
VPSI
V PS I
O COM
VGAINの増加に応じてゲインも増加する、VGAモードの
代表的な接続（MODE HIGH）
V PS I
AD8368
OCOM
V PS O
05907-036
V POS
V OUT
REF
–
V OUT
図34.
05907-037
VPSI
V PS I
V PS O
OUTP
V PS O
O CO M
V PS I
AD8368
OCOM
図33.
INPT
GAIN
DECL
V PS O
DETI
ICO M
DECL
V PSI
REF
–
MODE
ICOM
X2
V PSI
HPFL
ENBL
V POS
OUT P
V GAIN
0∼1V
DECLピンは、電源中央値の内部DCリファレンスをAD8368に
提供します。このピンは、低ESRの大きなコンデンサを使って
AGC動作モード
AGC動作モードでは、特定のゲイン方向が必要です。VDETOが
増大するとゲインが下がり、セットポイントに対する必要なバ
ランスを回復します。このため、MODEピンをローレベルにプ
ルダウンする必要があります。OUTPの信号をディテクタの入
力（ DETI ）に直接接続すると、出力レベルは 63mV の rms リ
ファレンス・セットポイントになります。
― 14 ―
REV. 0
AD8368
図 36 は、入力パワーが掃引されるときの DETO の RSSI 電圧を
示しています。
3.0
2.5
2.0
RSSI（V）
図 34 に示すように、 DECL を基準に、 OUTP と DETI との間の
外部抵抗分割器ネットワークを使って、出力セットポイントを
上げることができます。この構成では、 AGC ループによって
rms出力電圧が強制的に（1＋R1/R2）63mVになります。0dBm
（50Ωを基準に224mV rms）出力セットポイントの場合、この
比は3.5です。DETIの入力インピーダンスを補正した後、R1＝
226Ω、R2＝100Ωを選択すると、セットポイントはほぼ0dBm
になります。この高精度のレベル調整関数を図35に示します。
この場合、rms出力は30dB超の入力レベル範囲で0dBmセット
ポイントの0.2dB以内に維持されます。
1.5
10
1.0
5
0
–40
–30
–10
図36.
–15
入力パワー対 GAIN/DETO RSSI電圧の監視
正確なAGC出力パワー・レベルを得るには、該当するRF周波
数に対しDECLコンデンサを調整する必要があります。DECL
コンデンサの値は、ボードの寄生要素によって異なります。表
5 に、評価用ボードの寄生要素に基づくDECL コンデンサ値を
示します。
2200
270
560
240
68
150
380
33
68
15
VPSO
AD8368
VPSI
CAGC
0.1µF
+V S
VPSO
VPSI
OUTP
ENBL
OCOM
V AGC
RB
0.5V
39
RA
AGCモードで2乗ディテクタを使用する大きな利点は、RSSIの
電圧が信号のパワーを正確に反映したものになり、任意のソー
ス・インピーダンスでパワーの絶対測定値に変換できることで
す。DETOピンで得られる電圧をベースにした、50Ωを基準と
するdBm単位のRSSIは、次式で求めることができます。
図37.
Q1
2N2907
05907-042
1000
140
VPSI
MODE
O CO M
70
ICOM
DE TI
C20（pF）
VPSI
G A IN
C4（pF）
V PS I
INPT
表5
IF周波数（MHz）
DE CL
ICO M
入力パワー対出力パワー（140MHz、AGCモード）
ICO M
20
DE CL
10
HPFL
–20
–10
0
パワー入力（dBm）
DE CL
–30
ICOM
–30
–40
AGCの過負荷を防止するための外部クランプ
RAおよびRBによる抵抗分割器ネットワークは、Q1のベースが
0.5Vに駆動されるように設計する必要があります。
RSSI＝−11＋20log10（1＋R1/R2）＋38×VDETO−24.8
REV. 0
20
に高い状態のままになり、ゲインが最小値になるためです。こ
のような状態を防止するために、図37に示すようにDETOピン
にクランプを配置することを推奨します。
05907-038
–25
480
10
AGCが過負荷の状態になると、AD8368は回復までにかなり長
い時間がかかることがあります。これは、DETOの電圧が異常
–20
図35.
–20
–10
0
パワー入力（dBm）
DE TO
パワー出力（dBm）
–5
05907-039
0.5
0
― 15 ―
AD8368
C DETOは、平均化の時定数、応答時間、キャリア・リークのバ
ランスを考慮して選択します。 C DETOが小さすぎて応答時間が
長くなると、AGCループが振幅エンベロープのトラッキングと
図 39 は、 C DETO ＝ 1nF 、 10M シンボル／秒、 16QAM 変調の
EVM性能を測定したものです。
10
レベル調整を開始し、コンスタレーションが壊れることがあり
ます。図38は、5%のEVM（エラー・ベクトルの大きさ）の劣
化が生じている 16QAM 、 100k シンボル／秒のコンスタレー
ションです。CDETOを0.01µFまで上げることで、EVMは1.1%ま
で改善します。
8
7
EVM（%）
REF –4.9dBm
SR 10kHz
CF 100MHz
9
16QAM測定信号の
コンスタレーション図
1U
6
5
4
3
05907-041
2
1
0
–40
–1U
–1.31289U
図38.
–20
–10
0
パワー入力（dBm）
10
20
16QAM、10Mシンボル／秒のEVM性能
05907-040
図39.
–30
262.578mU/
1.31289U
16QAM、100kシンボル／秒のEVM性能の劣化
（CDETOが小さすぎる場合）
― 16 ―
REV. 0
AD8368
評価用ボード
VPOS
C20
1nF
R1
10kΩ
LOW
V PS I
DE CL
ICO M
DE CL
CIN
10nF
入力
ICO M
ICO M
VPOS1 VPOS2 VPOS3
VPSI
ICOM
VPSI
OUTP
ENBL
OCOM
出力
C12
1nF
C15
0.1µF
O CO M
R2
10kΩ
DE TI
C10
1nF
HPFL
OFF
COUT
10nF
VPSO
VPSI
VPOS3
SW2
DE CL
ENABLE
ON
DE TO
C13
0.1µF
VPSI
R10
0Ω
C14
0.1µF
R12
0Ω
VPSO
AD8368
G A IN
HI
C11
1nF
SW1
MODE
VPOS1
VPOS2
R11
0Ω
INPT
GAIN
R31
GAIN
JP4
オープン
C23
10nF
DET_OUT_TP
R32
オープン
オープン
C6
1nF
DET_IN
C1
C4
1nF
オープン
R30
05907-043
R35
オープン
図40
表6.
評価用ボードの設定オプション
部品
機能
デフォルト設定
R1、R2
MODEおよびENBL用のプルダウン抵抗
R1＝R2＝10 kΩ
R10、R11、R12、電源のデカップリング。ジャンパ、電源デカップリング抵抗、フィルタ・コン
C10、C11、C12、デンサ
C13、C14、C15
R10＝R11＝R12＝0Ω
C10＝C11＝C12＝1nF
C13＝C14＝C15＝0.1µF
CIN
RF入力。CINはRF入力用のDCブロックを提供
CIN＝10nF
RF出力。COUTはRF出力用のDCブロックを提供
COUT＝10nF
COUT
R31、R32
AGC動作のための帰還パス。63mV rmsのデフォルト・セットポイントの場合 R31＝R32＝オープン
は、 R31 を 0Ω に設定し、 R32 を削除。他の AGC セットポイントの場合は、（VGAモード）
（1＋n）×63mV rmsによってrms電圧を決定。ここで、n＝R31/R32
R35
ディテクタ出力のRSSI電圧をDET_OUT_TPに供給するために、0Ωを実装
R35=オープン
C23
出力オフセット制御ループのハイパス・フィルタのコーナー周波数を設定
C23＝10 nF
C1、R30
ディテクタを外部で駆動するために使用。R30を50Ωに設定してマッチング。
C1を大きなACカップリング・コンデンサに設定
C1＝未実装
R30＝未実装
C6
C20、C4
DETOコンデンサ。データレートを遅くするには、これを大きくする必要あり
（「AGC動作」を参照）
DECLコンデンサ。AGC動作のRF周波数に基づいて調整する必要あり（「AGC
C6＝1nF
C20＝C4＝1nF
動作」を参照）
JP4
AGCモード時の動作用ジャンパ。ディテクタの出力からゲイン・ピンにフィー
JP4＝未実装（VGAモード）
ドバックを提供
SW1
モード・スイッチ。LOWモードではデバイスがゲインダウン・モードになり、 SW1＝JP2
HIGHモードではゲインアップ・モードになります。AGC動作では必ずゲイン
SW2
パワーダウン。ENBLピンがグラウンドに接続されると、デバイスがディス
エーブル
ダウン・モード
REV. 0
― 17 ―
SW2＝JP3
AD8368
外形寸法
0.60 MAX
1番ピン
識別マーク
0.60 MAX
0.50
BSC
3.75
BSC SQ
上面図
12° MAX
2.65
2.50 SQ
2.35
露出パッド
0.50
0.40
0.30
1.00
0.85
0.80
1番ピン
識別マーク
24 1
19
18
（底面図）
13
12
0.80 MAX
0.65 TYP
7
6
D05907-0-4/06(0)-J
4.00
BSC SQ
0.23 MIN
2.50 REF
0.05 MAX
0.02 NOM
実装面
0.30
0.23
0.18
0.20 REF
平坦性
0.08
JEDEC規格MO-220-VGGD-8に準拠
図41.
24ピン・リード・フレーム・チップ・スケール・パッケージ［LFCSP_VQ］
4mm×4mmボディ、極薄クワッド
(CP-24-4)
寸法単位：mm
オーダー・ガイド
モデル
AD8368ACPZ-REEL7
AD8368ACPZ-WP1、2
AD8368-EVALZ1
1
2
1
パッケージ・
オプション
注文数量
24ピン・リード・フレーム・チップ・スケール・
パッケージ（LFCSP_VQ）
CP-24-4
1500
24ピン・リード・フレーム・チップ・スケール・
パッケージ（LFCSP_VQ）
CP-24-4
64
温度範囲
パッケージ
−40∼＋85℃
−40∼＋85℃
評価用ボード
Z＝鉛フリー製品
WP＝ワッフル・パック
― 18 ―
REV. 0

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