一応、「スペアナ」など名を付ける以上、ディスプレイに表示される波形を眺めて「＊＊ｄＢｍかぁ〜」などと、つぶやいてみたいものです。そのつぶやき声の大きさは、ログアンプ回路の善し悪しにかかっています。
たわごとのページ＃２０でご紹介しましたが、この前、秋月電子通商で１チップのログアンプＩＣを見つけました。今は昔と違って、性能の良い機能回路も１チップで売っているのです。性能は、実にプロ仕様なみといっても過言ではありません。これを利用することで、大幅な部品点数の削減にもなり、また高性能なスペアナの対数増幅回路が簡単にできてしまいます。
図１．ログアンプＩＣ（ＡＤ８３０７）
ＤＣ〜５００ＭＨｚまでの信号をログスケールで出力できる。
まず、このＩＣの特徴をご紹介し、実際にＡＤ８３０７を使った回路を設計して、アンプ性能を確かめていきたいと考えています。
特徴
応用
図１．を見てください。AD８３０７は、８ピン(
SO -８)パッケージにもかかわらず、こんな高性能なログアンプなのです。
それは、いたって安定で使いやすく、特に外部回路素子がいりません。２．７
V 〜 ５．５ V 、７．５ mA の単電源動作で、２２．５
ｍＷ（3V動作時）という、これまでにない低消費電力化が図られています。また、動作をOFFするCMOS互換の高速な制御ピンが搭載され、スタンバイ電流はわずかに150
μA以下です。
ログアンプ回路には、-3 dB帯域幅：900MHz、
14.3 dBの小信号利得を持った高性能なカスケード・アンプ／リミッタのセルを使用しています。
入力は差動であり、適度に高いインピーダンス(１.１kΩ
約１.４pF )です。AD８３０７は、約−７５dBm
（50Ωの信号源で、±56 μV の正弦波）
から、+17 dBm（±2.2 Vの正弦波）までのダイナミック・レンジを持っています。対数のリニアリティは、このレンジの中心の部分において、一般的に１００MHz以下で±０.３dB以内というプロ仕様なみです。５００MHzでわずかに悪くなる程度です。
AD８３０７は、低周波(２０Hz )以下で使われることもあるかもしれませんが、最小限の周波数限界はありません。出力は、チップ内部の１２．５kΩの抵抗を通して２μA/dBの電流によって発生した２５mV/dBスケールの電圧出力です。したがって、出力電圧は、-７４dBm入力で０.２５Vから、+１６dBm入力で２.５Vまで変化します。(インターセプトポイントは、正弦波入力で２０μV
rms すなわち -８４dBm になります）。このスロープ及びインターセプトは、外部で調整可能です。２.７Vの電源電圧では、十分なダイナミック・レンジを確保するため、例えば１５mV/dBまで出力範囲を狭める必要があるかもしれません。AD８３０７は、電源電圧変動や温度変動に対して、十分な安定性をもっています。低コスト、小さいサイズ、低消費電力、高精度で安定性が良く、高いダイナミック・レンジを有し、低周波、IF中間周波数からUHFまで扱える周波数範囲が広いことから、デシベル信号表示を要求する多くのアプリケーションで役に立ちそうです。
| パラメータ | 条件 | Ｍｉｎ | Ｔｙｐ | Ｍａｘ | 単位 |
| ●一般特性 | |||||
| 入力範囲(±1 dB 誤差範囲) | 50Ω入力 | −７２ | １６ | dBm | |
| 対数の適合範囲 | 100 MHz 以下 80 dB中心 | ±０．３ | ±１ | dB | |
| 500 MHz 75 dB中心 | ±０．５ | dB | |||
| 対数のスロープ 対 温度 |
未調整時(*1) | ２３ | ２５ | ２７ | mV/dB |
| ２３ | ２７ | mV/dB | |||
| 対数インターセプト 対 温度 |
正弦波振幅；未調整時(*2) | ２０ | μV | ||
| ５０Ω入力の正弦波相当 | −８７ | −８４ | −７７ | dBm | |
| −８８ | −７６ | dBm | |||
| 入力雑音スペクトル密度 | 入力短絡 | １．５ | nV/√Hz | ||
| 動作雑音フロア | ＲSOURCE = 50 Ω/2 | −７８ | dBm | ||
| 出力抵抗 | ４ピン−GND間 | １０ | １２．５ | １５ | kΩ |
| 内部負荷容量 | ３．５ | pF | |||
| 応答時間 | 小信号入力時 10%-90%, 400 ns 0 mV-100 mV, ＣL = 2 pF |
４００ | ns | ||
| 大信号入力時 10%-90%, 500ns 0 V-2.4 V, ＣL = 2 pF |
５００ | ｎｓ | |||
| 最高動作周波数 (*3) | ５００ | ＭＨｚ | |||
| 最低動作周波数 | AC入力結合時 | １０ | Ｈｚ | ||
| ●アンプ・セル特性 | |||||
| セル 帯域幅 | -3dB周波数 | ９００ | ＭＨｚ | ||
| セル 利得 | １４．３ | dB | |||
| ●入力特性 | |||||
| ＤＣコモンモード電圧 | AC入力結合時 | ３．２ | Ｖ | ||
| コモンモード範囲 | どちらか一方での入力 （小信号入力時） |
−０．３ | １．６ | Ｖｓ−１ | Ｖ |
| ＤＣ入力オフセット電圧 | ＲSOURCE ≦ 50Ω | ５０ | ５００ | μV | |
| ドリフト | ０．８ | μＶ／℃ | |||
| 入力抵抗 | 差動時 | １．１ | ｋΩ | ||
| 入力容量 | どちらか一方のピン-GND間 | １．４ | pF | ||
| バイアス電流 | どちらか一方の入力 | １０ | ２５ | μA | |
| ●電源インターフェース | |||||
| 供給電圧 | ２．７ | ５．５ | Ｖ | ||
| 供給電流 | ＶENB ≧ 2 V | ８ | １０ | mA | |
| ＶENB ≦ 1 V | １５０ | ７５０ | μA |
注釈
(*1)これは、出力とGND間に直列に抵抗を付け加えることによって下方調整可。
50 kΩの抵抗で、公称 20 mV/dB下がります。
(*2) これは、８dB/Vのスケールで、ピン５に印可する電圧によって、どちらの方向にも調節可
(*3) ９００MHz動作の応用についてを参照してください。
(*4) 内部のオフセット補正帰還ループによって通常自動的にキャンセルされているが、
ピン３とGND間に電圧を供給することでも手動でキャンセルできる
アプリケーションを見て下さい。
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