ADL5306 60 DB范围(100 NA-100 ? A)低成本对数转换器技术手册

概述
ADL5306是一款低成本、微型对数转换器，针对光纤系统中的光功率测定应用进行了优化。它采用先进的方式实施经典跨导线性（基于结）技术，可提供多样、易用的宽动态范围。只需采用3 V至5.5 V单电源供电；也可以选用双电源。低静态电流（典型值5 mA）特性适合电池供电应用。

100 nA至100 ?A输入电流IPD施加于 INPT 脚，作为一个比例优化的NPN晶体管的集电极电流，该晶体管利用精密对数关系将此电流转换为电压（即V BE ) 。另一个这种转换器用来处理施加于IREF引脚的参考电流I REF 。这些输入节点经过偏置，略高于地(0.5 V)。对于正极不需要接地的光电二极管应用，一般均可接受。同样，在产生IREF时，也很容易处理此偏置电压。对数前端输出通过 VLOG引脚提供。
数据表：*附件：ADL5306 60 DB范围(100 NA-100 ? A)低成本对数转换器技术手册.pdf

特性

• 针对光纤光电二极管接口进行了优化
• 30倍电流测量范围
  法则一致性：0.1 dB（100 nA至100 ?A）
• 单电源或双电源供电：3 V至±5.5 V
• 标称斜率：10 mV/dB（每10倍200 mV）
• 标称截距：1 nA（由外部电阻设置）
  可选的斜率和截距调整功能
• 完全对数比功能
• 出色的温度稳定性
• 对于给定电流水平，响应时间极短
• 16引脚小型芯片级封装(LFCSP 3 mm × 3 mm)
• 低功耗：静态电流约为5 mA

框图

引脚配置描述

典型性能特征

ADL5306在光监控系统及类似场景中的应用

ADL5306易于在光监控系统以及需要将宽范围电流转换为其对数等效值（以分贝表示）的类似场景中使用。图22展示了基本连接方式，其中包括各种非必要组件，后续将对其进行解释。

VREF和INPT之间2V的电压差，结合200 kΩ的外部电阻R AES ，可提供200 μA的参考电流。内部参考电流将VLOG处的电压提高0.8 V，实际上将截距电流(I_{INT})降低了10倍，至1 nA。在估算RAES的稳定性时，必须考虑任何温度变化。当使用极低的(I_{REF})值时，总体噪声会增加。在固定截距应用中，使用较大的参考电流并无太多益处，因为在单电源工作时，动态范围的低端会受到压缩。此处显示的电容为5 V。建议在VSUM和地之间使用一个电容，以尽量减少该节点的噪声，并提供干净的参考电流。

由于VLOG处的基本定标为0.2 V/十倍频程，缓冲器输出端4 V的摆幅对应20个数量级，因此将斜率提高到轨到轨电压范围会很有用。出于说明目的，图22中的电路提供了0.5 V/十倍频程（25 mV/dB）的总体斜率。因此，使用(I_{REF} = 100 μA)时，(V_{LOG})在(I_{PD} = 100 nA)时从0.2 V运行到(I_{PD} = 100 μA)时的0.8 V。缓冲器输出从0.5 V运行到2.0 V，对应的电学动态范围为60 dB（30 dB光功率）。

VLOG到地的可选电容与455 kΩ电阻构成单极点低通滤波器，结合图22中C1的10.5 fF，3 dB转角频率为3.2 kHz。这种滤波有助于减少输出噪声，特别是当(I_{PD})较小时。多个滤波器在降低总噪声方面更有效。例如，可参考AD8304数据手册。

该网络的动态响应受两个输入（INPT、IREF）到地的外部网络影响。这是为了在整个电流范围内稳定输入系统。带宽会随着输入范围的变化而改变，从而实现宽范围的极点频率。RC网络为输入系统增加了一个零点，以确保整个输入范围的稳定性。图22中所示的网络值通常就足够了，但当光电二极管的电容较高时，可能需要进行一些实验调整。

尽管两个电流输入类似，但在极端电流（<100 nA）和温度（<0°C）条件下操作参考输入时仍需小心。通过将RC网络修改为4.7 nF和2 kΩ，可在10 nA时实现 -40°C到4.7 nA的工作范围。通过检查代表性电流水平下(I_{PD})的瞬态响应，可以调整电容值，以提供快速上升和下降时间以及可接受的振铃。为微调网络零点，应调整电阻值。

使用负电源

ADL5306的大多数应用只需3.0 V至5.5 V的单电源。然而，为了提供更大的灵活性，也可采用双电源，如图23所示。