AGC对数放大检测器

用所有的可用功率,并有助于降低噪底的时 候, 器件的响应仍然是对于出现在输入端上的电压进行的. 当 然,这并不损害它作为功率测量器件的效用.在低频区,设计 出直截了当对负载上的电压和通过负载的电流同时进行采样 的电路, 是很容易的. 这种做法的一个实例可以在ADM1191中 找到. 噪声因数

器输入端的电压噪声谱密度所对应的噪声系数(NF), 这里假设 采用了 50Ω的信号源,而且对数放大器输入端上的净电阻负 载为 50Ω.

VNSD NF (nV/sq-rt (dB) Hz) 0.00 0.60 1.00 1.20 1.50 2.00 2.50 对数检测器的基线灵敏度

3.012 5.728 8.345 9.521 11.095 13.288 15.077 Analog Dlaloglue 42-06,June(2008) www.analog.com/analogdlalogue 7

正如曾经指出过的那样, 当被量化的对数放大器 (这个对数放 大器提供信号输出) 是一个多级限幅放大器的时候, 噪声系数 是一个适用的量度, 而这个对数放大器也可以用作检波器, 提 供RSSI输出,例如AD8309.这个器件的指标为,当被一个以 50Ω端接的信号源(也就是说,在它的输入端口上跨接的净电 阻为 25 时)驱动时,折合到输入端的噪声(VNSD)为 1.28 nV/sq-rt Hz.从上面给出的表达式来看,NF等于 9.963 dB. 数据手册中,的NF值(p.1) 为 3dB,要低 6 dB,其计算方法 是求出 1.28 nV与 50 VNSD=0.91 nV之间的比例,其分贝 数就相当于 20 log10(1.28/0.91) = 2.96 dB. 一个对数放大器的基线灵敏度受到它的带宽的限制. 例如, 假 设在一个对数放大器(无论是逐级压缩结构,还是AGC结构) 输入端上,总的VNSD为 1.68 nV/sq-rt Hz,并且假设它的有 效噪声带宽为 800 MHz. 在这一带宽内的积分RTI噪声为 47.5

8 μV rms(即,1.68 nV/sq-rt Hz × sq-rt 8 × 10 Hz).如果表示为

*[编者按.—这一系列中最早的两篇论文, \Four Dees of Analog, circa 2025\(1),和\在最初出版时未给予编号.] 这里提到的所有产品的资料和数据手册都可以在 Analog Devices 网站上找到 www.analog.com. 作者: Barrie Gilbert (barrie.gilbert@analog.com)是ADI第一位特别 研究员,他把\毕生的精力投入 到对模拟真谛的追求\他于 1972 年加入Analog Devices, 1979 年被授予ADI特别研究员, 目 前 负责 管 理位 于 Oregon 州 Beaverton 市 的 Northwest Labs.Barrie于 1937 年生于英 格 兰 的 Bournemouth . 在 加 入 ADI之前, 他在 1954 年在SRDE 和Mullard公司从事第一代晶体 管方面的工作,后来又供职于Tektronix和Plessey Research Labs.Barrie是IEEE的院士(Fellow)(1984),并获得许多奖 项.他拥有大约 50 项专利,发表大约 40 篇文章,曾与人合 著出版多本著作,而且是多家学报的审稿人.他于 1997 年被 授予Oregon State University的荣誉工程博士学位.

折合到 50Ω的dBm值,就相当于 10 log10(噪声功率) = 10 2 log10(47.5 mV /50 ) = –73.46 dBm.

这个\测量本底\是一个比NF更为有用的量度, 因为它表明, 在 这个数值以下的信号功率测量将是不精确的. 这里, 我们可以 发现,假设噪声波形为高斯型,那么,对于一个接近–73.46 dBm测量本底限的实际的单音调正弦波输入而言,所给出的 指示功率将非常接近同一个量值. 作为另一个例子, AD8318 的折合到输入端的噪声谱密度等于 1.15 nV/sq-rt Hz(在Rev. B数据手册的 11 页的第 1 列),因此在这个器件的 10.5 GHz 带宽内的积分噪声电压为 118 μV rms.折合到 50Ω上的噪声 功率等于–66 dBm. 用户也应该知晓, 在级数太少的

逐级压缩 对数放大器中, 测量底线可以不通过噪声来确定, 而是简单的 通过增益的不足来确定.

参考文献 1

www.analog.com/library/analogdialogue/cd/vol23n3.pdf#pa ge=3 2 www.analog.com/library/analogdialogue/cd/vol26n2.pdf#pa ge=3 3 Paterson, W. L. \and Logarithmic Conversion by Operational-Amplifier-Transistor Circuits.\Rev. Sci. Instr. 34-12, Dec. 1963. 4 Gilbert, B. \Logarithmic Amplifiers.\Hughes, R. S. Logarithmic Amplification: with Application to Radar and EW. Dedham, MA: Artech, 1986. 6 Johnson, J. B. \Agitation of Electricity in Conductors.\Phys. Rev. 32, 1928, p. 97. 7 Nyquist, H. \in Conductors.\Phys. Rev. 32, 1928, p. 110. 8 Van der Ziel, A. Noise. Prentice Hall, 1954. 8 Analog Dlaloglue 42-06,June(2008) 1