AD811的應(yīng)用實(shí)例 - 全文

　　AD811是美國(guó)模擬器件公司推出的一種寬帶電流反饋視頻運(yùn)算放大器。它可應(yīng)用于視頻開關(guān)、視頻線路驅(qū)動(dòng)器、分配放大器、直流恢復(fù)電路，以及ADC和DAC的輸入/輸出緩沖器等方面的視頻信號(hào)處理過程。亦能滿足在寬波段、低失真和在高速時(shí)處理大信號(hào)的需要。其典型的技術(shù)特性如表1所示。

　　按使用溫度可有- -40C到+85C的AD811A 類和一55C到+125C的AD811S類兩種。從其封裝方式來說，有8腳塑封（N-8） 和陶瓷雙列直插式封裝（Q-8）、20 腳I.CC 封裝（E-20A）、16 腳SOIC（R-16） 封裝、以及20腳SOIC （R-20） 封裝四類。這里僅列舉8腳塑封（N-8） 和陶瓷雙列直插式封裝（Q-8） 的引腳示意圖如圖1所示。

　　在本文中后面列舉的應(yīng)用實(shí)例都是以這種封裝形式為準(zhǔn)。通常，把AD811用來作為非倒相聯(lián)接如圖2所示，而用來作為倒相聯(lián)接的則如圖3所示。其中RP是用來調(diào)節(jié)帶寬的反饋電阻，Rc稱為增益電阻，通過對(duì)RC 的變更來取得其調(diào)整增益。表2是一3dB帶寬與閉環(huán)增益和電阻值的關(guān)系。

　　AD811的應(yīng)用實(shí)例

　　1、視屏線路驅(qū)動(dòng)器

　　當(dāng)驅(qū)動(dòng)多級(jí)反向端接的視頻負(fù)載時(shí)，AD811被設(shè)計(jì)成提供優(yōu)質(zhì)性能的閉環(huán)增益為1或大于1的線路。圖15 示出了工作在十2的增益時(shí)的一個(gè)視頻線路驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)使用士15 伏電源時(shí)，將獲得最小的微分增益和微分相位誤差。而在土12V 電源時(shí)，則將略微增大這些誤差并略微改善其增益的平坦性。

　　鑒于從功耗的角度來考慮，為獲得最佳的視頻性能，則推薦使用士12V 電源為宜。而在許多情況下，較低的電源也能獲得很好的性能。在圖16 中示出了不同的電源電壓時(shí)，頻率與閉環(huán)增益的關(guān)系。圖17和18，各為電源電壓與微分增益和微分相位的關(guān)系曲線圖。

　　在驅(qū)動(dòng)多根電纜時(shí)另一個(gè)重要的考慮乃是在電纜輸出之間要有高頻隔離。這是由于它是低輸出阻抗，在用5MHZ 來驅(qū)動(dòng)后接75Q 電纜時(shí)，在AD811的兩個(gè)輸出端之間的高頻隔離要達(dá)到大于40dB。

　　2.視頻鍵控器電路

　　可由兩個(gè)AD834 乘法器，一個(gè)AD811和1V 直流電源，一種特殊方式的兩個(gè)輸入VCA電路裝配起來的電路稱之謂視頻鍵控器?！版I控”是一個(gè)術(shù)語，它使用了關(guān)于由一個(gè)第三信號(hào)控制下的進(jìn)行對(duì)兩個(gè)或更多的視頻源混合，或使信號(hào)建立在這種消散和交迭特殊效應(yīng)。在圖19中所示的這個(gè)電路是一組具有視頻輸入Va和V：和一個(gè)控制輸入VC 的兩輸入鍵控器。在負(fù)載端有Vour的傳遞功能由Vour==GVA+ （1-G） Vg給定。其中： G是一個(gè)無量綱的變量（確切地說，恰好是“A”信號(hào)通路的增益），其范圍是： 當(dāng)Vo=0時(shí)，為0，而到當(dāng)Vc=+1V時(shí)，為1。由此，如G從0到1變化，則Vour連續(xù)地在Vn 和VB之間變化。

　　此電路工作原理是簡(jiǎn)單的。首先來看，經(jīng)Ui 信號(hào)路經(jīng)處理視頻輸入VA。當(dāng)Vc=0時(shí)，其增益顯然是零，以及當(dāng)Vc=+1V時(shí)，我們已選定的定標(biāo)要確保它是不變的; 這是要注意的傳遞功能的第一項(xiàng)GVn。另一方面，當(dāng)Xi 是被偏置在一個(gè)精確的十1V時(shí)，Vc輸入到U： 被認(rèn)為是輸入X：的倒數(shù)。由此，當(dāng)Vc=0時(shí)，在其不變的滿刻度值處，響應(yīng)到視頻輸入Vg 巳經(jīng)就緒，雖然，當(dāng)Vc=+1V時(shí)，差動(dòng)輸入Xi- -X！為零。這就形成第二項(xiàng)（1-G） Vg。在乘法器的輸出處，所需要的偏流是由Rg和R，來提供的。包括R:O/RZ和RU/RS的一個(gè)直流電平移位網(wǎng)絡(luò)是用來保證AD811的輸入結(jié)點(diǎn)都被安置在其共模范圍的一個(gè)電壓之內(nèi)。

　　在高頻時(shí)，Ci 和CZ 都各自旁路RO和Rq。R是包括較低高頻環(huán)節(jié)增益，以及在AD834 中因?yàn)殡妷旱诫娏鬓D(zhuǎn)換所必需的，通過YZ 輸入，其結(jié)果是發(fā)生2502反饋電阻的一個(gè)有效值; 這僅是在AD811的響應(yīng)中，為取得最佳平坦性而需要的約為一半的值（要注意，此電阻是不受G影響的; 當(dāng)G=1時(shí)，所有的反饋是通過Uj，而當(dāng)G=0時(shí)，則反饋是全部通過UZ的）。R4減少?gòu)某朔ㄆ鬟M(jìn)入到AD811的倒向輸入總電流而引起的部分輸出電流總量，它是用Rg 共同分擔(dān)的。

　　這個(gè)電阻能用來調(diào)整帶寬和作為阻尼因子，以最佳滿足應(yīng)用裝置。對(duì)于“1-G”項(xiàng)而言，用一個(gè)AD589 基準(zhǔn)電流1.225V+25mV 給含有R，到R4 電阻的分壓器，以產(chǎn)生所需要的1V 直流。電位器R將是可調(diào)的，使在X： 輸入處提供恰好十1V。在此情形下，對(duì)于AD834 和AD81l 兩者來說，已示出了應(yīng)用士15V 雙電源的方案。亦即是當(dāng)它從一個(gè)反向端接752線路驅(qū)動(dòng)時(shí)，在這種情況下的總增益在負(fù)載處的安排是一致的。這意味著“雙VCA”必須在一個(gè)最大為2增益時(shí)運(yùn)行，而當(dāng)在圖19所示的VCA線路中，則寧可在4增益下工作。

　　可是，由減低反饋電阻，這是不能取得的。因?yàn)?，在一個(gè)臨界值略小于5002以下，AD811的峰值脈沖是難以忍受的。這是因?yàn)樵谝粋€(gè)電流反饋放大器的開環(huán)交流響應(yīng)中主要的標(biāo)桿是受此反饋電阻控制的。它將有可能在X4增益處工作，然后在輸出處衰減該信號(hào)。換言之，對(duì)AD811要在輸入處選用6dB的衰減信號(hào)，這是Rg 到R的功能。

　　3.同步脈沖分離裝置電路

　　通用的視頻信號(hào)處理過程的另一個(gè)要求是同步脈沖分離的功能。在一個(gè)同步脈沖分離裝置中，要從NTSC 全電視視頻信號(hào)中去掉水平和垂直的定時(shí)信息，且要轉(zhuǎn)換到下一步處理過程的邏輯電平。圖20所示的就是一個(gè)同步脈分離裝置的線路，它使用了一只AD811和兩只分立式晶體管。在J 處，它由一個(gè)NTSC 全電視視頻信號(hào)所驅(qū)動(dòng)，且在輸出處發(fā)送一個(gè)與TTL 相兼容的正向同步脈沖。在此線路中，Uj 級(jí)要完成三個(gè)功能。第一，L-C：器件作為一個(gè)低通濾波器，是濾除3.58MHZ 色度成份。

　　Ui （一只AD811） 是兼有帶增益的隔離器和緩沖器，用以驅(qū)動(dòng)跟隨級(jí)的，它是一個(gè)低輸入阻抗同步脈沖頂部箝位電路。在J; 處的輸入信號(hào)是用Ri 和R：-R，組成分壓，且被交流耦合到Ui 輸入的。U; 是由R，-R.比率來構(gòu)成一個(gè)帶寬X6的放大器的。從Ji到C;，獲得一個(gè)3倍的總亮度信號(hào)增益。用此所示的增益值和對(duì)Ui 來說的士5V （或更大些）直流電源，這級(jí)能處理正常的視頻信號(hào)，而在輸出處沒有限幅。Ui 的輸出驅(qū)動(dòng)一個(gè)在特別結(jié)構(gòu)中的PNP分路箝位用的Q）。在穩(wěn)態(tài)的直流期間，Q！

　　由于R，的偏流而處在飽和狀態(tài)，其發(fā)射極是接地的。因?yàn)榻涣餍盘?hào)是通過C; 驅(qū)動(dòng)Q 的，是一個(gè)具有同步脈沖頂部為負(fù)極限的全電視視頻信號(hào)，Qi 動(dòng)態(tài)地作為一個(gè)直流電路恢復(fù)器。負(fù)向的視頻波形同步脈沖頂部驅(qū)動(dòng)Q 進(jìn)入到硬飽和狀態(tài)，以及當(dāng)波形較正的部分將它帶出飽和狀態(tài)，它就起到了一個(gè)線性射極跟隨器的作用。這個(gè)動(dòng)作在Q！ 發(fā)射極處產(chǎn)生一個(gè)直流恢復(fù)的全電視視頻信號(hào)，具有與地相關(guān)的同步脈沖頂部。Q; 的輸出是通過肖特基二極管D; 耦合到NPN 開關(guān)管QZ 的基極上。

　　此二極管的正向壓降和QZ的Vn組合在Q？的基極處產(chǎn)生一開關(guān)夾斷，就信號(hào)電平來說，在約為同步脈沖的頂部50%的幅度處，產(chǎn)生Q.的徹底的開/關(guān)。由QZ輸出包括凈化、無噪聲的同步定時(shí)信息，在同部脈沖頂部期間趨于正向。由于十5V 電源加到所示的QZ 上，此信號(hào)是與TTL相兼容的。從此電路包括注意到Ui 級(jí)的好的去耦取得了最實(shí)際的提示。在同步脈沖頂部期間，大的瞬時(shí)電流能發(fā)生電源與地的與/或噪聲。對(duì)于邏輯電源的接地來說，帶有大容量的Ui 局部旁路電容將會(huì)有助于控制這個(gè)噪聲，并將作為一種緊湊設(shè)計(jì)和接地平面的用法。