电路功能与优势:在将具有宽动态范围的模拟信号转换为数字格式,而 ADC 的分辨率不足以捕捉全部有用信息时,可变增益放大器(VGA)可以发挥重要作用。例如,具有 2V 峰峰值输入范围的 10 位转换器,其 LSB 大小为 2÷1024,即稍低于 2mV;VGA 放大幅度小于最低分辨率的输入信号,并衰减大信号,以免 ADC 饱和。信号强度在数微伏至数伏范围内的超声接收机,以及几乎所有接收机都会用到的中频(IF)放大器,就是这类应用的例子。对于直流或低频模拟信号,分辨率最高达 24 位的 Σ-Δ 型 ADC 经济实惠、款式多样,但采样频率通常限制在数百 kHz;现有先进 ADC 的分辨率会随着采样频率的提高而降低,这使得利用标准 ADC 对高频、低振幅信号进行精确数字化处理极其困难。可变增益放大器可以方便地解决这一问题,图 1 所示为 VGA 驱动 ADC 的典型应用。

图 1 AD8331 VGA 与 AD9215 ADC 互连(原理示意图,所有连接/去耦均未显示)
AD8331/AD8332/AD8334 分别是单通道/双通道/四通道、超低噪声、线性 dB 可变增益放大器(VGA),针对超声系统进行了优化,可以用作低噪声可变增益元件,工作频率最高达 120MHz。
各通道内置一个超低噪声前置放大器(LNA)、一个 48dB 增益范围的 X-AMP® VGA 以及一个具有可调输出限制功能的可选增益后置放大器。LNA 增益为 19dB,具有单端输入和差分输出;LNA 输入阻抗可以利用一个电阻来调节,以便与信号源相匹配,且不影响噪声性能。
VGA 的 48dB 增益范围使这些器件适合各种不同的应用,带宽在整个增益范围内可保持出色的一致性。对于 40mV 至 1V 范围内的控制电压,增益控制接口可提供精确的 50dB/V 线性 dB 调整;通过工厂调整可确保器件间及通道间具有出色的增益匹配特性。