高性能雙路放大器AD8079：特性、應用與設計要點

在電子工程師的日常設計工作中，放大器是不可或缺的基礎元件。今天要給大家詳細介紹一款高性能的雙路放大器——AD8079，希望能為大家在相關設計中提供一些有價值的參考。

文件下載：AD8079.pdf

一、AD8079概述

AD8079是一款雙路、低功耗、高速緩沖放大器，工作電源為±5V。它有AD8079A和AD8079B兩個版本，工廠預設增益分別為+2.0和+2.2。這款放大器在增益控制、信號處理、功耗等方面都有著出色的表現，適用于多種高速應用場景。

二、AD8079的特性亮點

（一）增益特性

AD8079A和AD8079B的工廠預設增益設置非常方便，減少了外部元件的使用。AD8079B的+2.2增益可以補償系統中的增益損耗，通過單點調節就能實現。而且，通過有源激光微調電阻，能夠嚴格控制增益以及通道間的增益匹配，精度可達0.1%。這對于需要高精度增益控制的應用來說，是非常重要的特性。大家在實際設計中，有沒有遇到過對增益匹配要求極高的場景呢？

（二）低串擾與良好布局

其獨特的引腳排列設計，與傳統雙放大器引腳配置相比，提供了出色的輸入和輸出隔離。在輸入和輸出之間有兩個交流接地引腳分隔，使得在5MHz時串擾低于 - 70dB，有效降低了信號之間的干擾，同時也簡化了PCB布局。在設計PCB時，良好的引腳布局可以避免很多麻煩，不知道大家在這方面有沒有類似的體會呢？

（三）高速與卓越視頻性能

• 帶寬與壓擺率：擁有260MHz的 - 3dB帶寬和高達800V/μs的壓擺率（4V階躍），能夠快速響應高速信號變化，滿足許多高速應用的需求。
• 視頻指標：在視頻應用中表現卓越，增益平坦度在0.1dB至50MHz范圍內，微分增益誤差為0.01%，微分相位誤差為0.02°（(R_{L}=150 Omega)），能夠提供高質量的視頻信號處理。這對于專業視頻設備，如攝像機和視頻切換器來說，是非常關鍵的性能指標。

（四）低功耗與高驅動能力

每個放大器的功耗僅為50mW（5mA），在低功耗應用中具有很大優勢。同時，輸出驅動能力超過70mA，能夠驅動多達8個端接75Ω的負載（每側4個），并且在驅動負載時仍能保持良好的微分增益和相位性能。對于便攜式和電池供電的設備來說，低功耗和高驅動能力的結合是非常理想的。

（五）高ESD耐受性與小封裝

具備高達5kV的ESD耐受性，可以有效防止靜電對器件的損壞。并且采用小型8引腳SOIC封裝，節省了電路板空間，適用于對尺寸要求較高的應用。

三、AD8079的應用領域

（一）視頻相關應用

• 視頻線路驅動：憑借其出色的視頻指標和高驅動能力，能夠為視頻線路提供高質量的信號驅動，滿足專業視頻設備的需求。
• 視頻切換器和特效設備：在視頻信號的切換和處理過程中，能夠保證信號的穩定和高質量，減少信號失真和干擾。

（二）差分信號處理

可作為差分A - D轉換器的驅動放大器，為差分信號提供良好的緩沖和放大，確保A - D轉換的準確性。也適用于差分線路驅動，在差分信號傳輸中發揮重要作用。

（三）專業攝像設備

滿足專業攝像機對高速、低失真、高精度信號處理的要求，為圖像采集提供高質量的信號放大和處理。

（四）RF接收器

在RF信號接收過程中，對信號進行放大和處理，提高接收器的性能。

四、設計要點

（一）理論操作

AD8079是雙路電流反饋放大器，內部配置為+2（AD8079A）或+2.2（AD8079B）的增益。內部增益設置電阻有效消除了與反相輸入引腳相關的寄生電容，從而實現了出色的增益平坦度響應。精心選擇的引腳排列大大減少了每個放大器之間的串擾。每個放大器可驅動多達四個端接75Ω的視頻負載，典型的微分增益和相位性能分別為0.01%/0.17°。

（二）PCB布局

對于寬帶放大器，PCB寄生參數會影響整體閉環性能。如果在電路板信號走線同一側使用接地平面，應在信號線周圍留出至少5mm的空間，以減少耦合。建議線路長度小于5mm。當驅動長同軸電纜時，需要考慮色散和損耗。

（三）電源旁路

在優化高頻電路性能時，充足的電源旁路至關重要。電源引線中的電感可能形成諧振電路，導致放大器響應出現峰值。此外，如果需要向負載提供大電流瞬變，則需要旁路電容（通常大于1μF）來提供最佳的建立時間和最低的失真。建議采用4.7μF和0.1μF的并聯組合。某些品牌的電解電容可能需要一個約4.7Ω的小串聯阻尼電阻以獲得最佳效果。

（四）直流誤差和噪聲

在電流反饋放大器中，需要考慮三個主要的噪聲和失調項。對于失調誤差，可參考相關方程；對于噪聲誤差，各項采用均方根求和以得到凈輸出誤差。AD8079的輸入電壓噪聲低至2nV/√Hz，但在低增益時，反相輸入電流噪聲乘以(R_{F})是主要的噪聲源。與許多其他電流反饋放大器相比，精心的布局和器件匹配有助于AD8079獲得更好的失調和漂移規格。結合典型性能曲線和相關方程，可以預測AD8079在任何應用中的性能。

（五）驅動容性負載

AD8079主要設計用于驅動非容性負載。如果需要驅動具有容性成分的負載，可通過添加一個小的串聯輸出電阻（(R{SERIES})）來獲得最佳頻率響應。需要注意的是，當驅動大容性負載時，電路的頻率響應將主要由(R{SERIES})和(C_{L})的無源滾降決定。

（六）作為視頻線路驅動器的應用

AD8079作為視頻線路驅動器表現出色，其微分增益（0.01%）和微分相位（0.02°）等重要指標滿足了最嚴格的HDTV要求，每個放大器可驅動一個視頻負載。同時，它也能驅動四個端接負載（每側兩個），性能同樣出色（0.01%，0.07°）。在多負載應用中，AD8079在5MHz時驅動兩個75Ω端接負載的隔離度超過40dB，這對于減少負載之間的相互干擾非常重要。

（七）單端轉差分驅動器的應用

將AD8079的兩部分進行配置，可以創建一個單端轉差分的高速驅動器，-3dB帶寬超過110MHz。該電路結合了電流反饋放大器的高速優勢和電壓反饋放大器的一些特性，如對稱的高阻抗輸入和允許在反饋網絡中使用電抗元件。通過改變單個電阻(R_{F})即可改變電路增益，這在雙運放差分驅動器中通常是難以實現的。但需要注意的是，電路的峰值對反饋電容的值非常敏感，電路板布局中的寄生參數會影響頻率響應和反饋電容的所需值，因此良好的布局至關重要。同時，并聯電容的類型選擇也很關鍵，高Q值的微波型貼片電容能獲得最佳性能。

（八）布局考慮

為了實現AD8079指定的高速性能，需要仔細關注電路板布局和元件選擇。必須采用合適的RF設計技術并選擇低寄生參數的元件。PCB應在元件面的所有未使用部分覆蓋接地平面，以提供低阻抗接地路徑。在輸入引腳附近應移除接地平面，以減少雜散電容。對于電源旁路，應使用貼片電容，一端連接到接地平面，另一端連接到每個電源引腳的1/8英寸以內。此外，還應并聯一個大的（4.7μF - 10μF）鉭電解電容，以提供輸出端快速、大信號變化所需的電流。對于長信號走線（大于約1英寸），應采用帶狀線設計技術，設計特征阻抗為50Ω或75Ω，并在兩端進行適當的端接。

五、總結

AD8079是一款性能卓越的雙路放大器，在增益控制、高速性能、低功耗、視頻處理等方面都有著出色的表現。它適用于多種高速和高精度的應用場景，如視頻信號處理、差分信號驅動等。然而，在使用過程中，需要特別注意PCB布局、電源旁路、驅動容性負載等設計要點，以充分發揮其性能優勢。希望通過本文的介紹，能讓大家對AD8079有更深入的了解，在實際設計中能夠合理運用這款放大器，提升設計的質量和性能。大家在使用類似放大器的過程中，遇到過哪些問題或者有什么獨特的經驗呢？歡迎在評論區分享交流。