High Frequency Variable Gain Amplifier Extends the Dynamic Range of a 10-Bit, 65 MSPS ADC to Greater Than 100 dB (CN0096)

The circuit shown in Figure 1 uses the AD8331 low noise wideband VGA as a driver to extend the dynamic range of the AD9215 10-bit ADC. The gain range of the AD8331 is 48 dB and is linear-in-dB with respect to the control voltage. The overall dynamic range of the combined VGA and ADC is greater than 100 dB.


Variable gain amplifiers (VGAs) serve a critical function when an analog signal with wide dynamic range is converted to digital format, and the ADC resolution is insufficient to capture all useful information. For example, a 10-bit converter with a 2 V p-p input range has an LSB weight of 2 ÷ 1024, or just under 2 mV.


Figure 1: Interconnecting an AD8331 VGA and an AD9215 ADC (Simplified Schematic, All Connections/Decoupling Not Shown)


This represents a dynamic range of approximately 60 dB. A wideband VGA can be used ahead of the ADC to amplify input signals with amplitudes less than the minimum resolution and attenuate large signals that would otherwise saturate the ADC.

Examples of such applications are ultrasound receivers where the signal strength ranges from microvolts to several volts, and the intermediate frequency (IF) amplifier used in virtually all receivers. For dc or low frequency analog signals, Σ-Δ ADCs with resolutions up to 24 bits are economical and plentiful, but typically limited in sampling frequency to a few hundred kilohertz. State-of-the-art, available ADC resolution decreases as sampling frequency increases. This makes accurate digitization of high frequency, low amplitude signals extremely difficult using standard ADCs.

Variable gain amplifiers are a convenient solution to this problem. The AD8331/AD8332/AD8334 are single-, dual-, and quad-channel, ultralow noise, linear-in-dB, variable gain amplifiers (VGAs). Optimized for ultrasound systems, they are usable as a low noise variable gain element at frequencies up to 120 MHz.

Included in each channel are an ultralow noise preamp (LNA), an X-AMP® VGA with 48 dB of gain range, and a selectable gain postamp with adjustable output limiting. The LNA gain is 19 dB with a single-ended input and differential outputs. Using a single resistor, the LNA input impedance can be adjusted to match a signal source without compromising noise performance.

The 48 dB gain range of the VGA makes these devices suitable for a variety of applications. Excellent bandwidth uniformity is maintained across the entire range. The gain control interface provides precise linear-in-dB scaling of 50 dB/V for control voltages between 40 mV and 1 V. Factory trim ensures excellent part-to-part and channel-to-channel gain matching.

Возможности

  • Extend Dynamic Range of 10-Bit 65MSPS ADC to greater than 100 dB
  • Optimized for High Speed
  • Designed for Ultrasound Receiver Applications

Файлы

Схемы и диаграммы

Быстро получите общее представление о схемотехнике решения

Используемые компоненты

Производитель: Analog Devices Inc.
Наименование
Производитель
Описание Корпус/
Изображение
Цена, руб. Наличие
AD9215BRU-65
Analog Devices Inc.
Арт.: 176059 ИНФО RD
Доступно: 1592 шт.
Выбрать
условия
поставки
LS: 10 Bit Low Power 65/80/105 Msps ADC
AD9215BRU-65
1592 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
AD9214BRS-65
Analog Devices Inc.
Арт.: 223074 ИНФО RD
Доступно: 1118 шт.
Выбрать
условия
поставки
LS: 10 BIT 65 MSPS A/D CONVERTER
AD9214BRS-65
1118 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
AD8331ARQZ
AD8331ARQZ
Analog Devices Inc.
Арт.: 257471 ИНФО PDF RD
Доступно: 6495 шт. от: 768 руб.
AMP VARIABLE GAIN, 8331, QSOP20; Amplifiers, No. of:2; Gain, Max:55.5; Gain, Bandwidth -3dB:120MHz; Channels, No. of:1; Voltage, Supply Min:4.5V; Voltage, Supply Max:5.5V; Termination Type:SMD; Case Style:QSOP; Pins, No.…
AD8331ARQZ 768,00 от 5 шт. 659,00 от 10 шт. 605,00
285 шт.
(на складе)
6210 шт.
(под заказ)
AD9215BRU105
Analog Devices Inc.
Арт.: 312098 RD
Доступно: 2348 шт.
Выбрать
условия
поставки
AD9215BRU105
2348 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
AD9215BRUZ-105
AD9215BRUZ-105
Analog Devices Inc.
Арт.: 333639 ИНФО PDF RD
Доступно: 2504 шт.
Выбрать
условия
поставки
LS: Микросхема/10 Bit Low Power 65/80/105 Msps ADC
AD9215BRUZ-105
2504 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
AD9215BRUZ-80
AD9215BRUZ-80
Analog Devices Inc.
Арт.: 349732 ИНФО PDF RD
Доступно: 886 шт.
Выбрать
условия
поставки
Analog to Digital Converters - ADC 10-Bit 80 MSPS 3V
AD9215BRUZ-80
886 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
AD9215BRU-80
Analog Devices Inc.
Арт.: 542251 RD
Доступно: 210 шт.
Выбрать
условия
поставки
AD9215BRU-80
210 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
AD9215BCPZ-65
AD9215BCPZ-65
Analog Devices Inc.
Арт.: 565109 PDF RD
Доступно: 5222 шт.
Выбрать
условия
поставки
Analog to Digital Converters - ADC 10-Bit 65 MSPS 3V
AD9215BCPZ-65
5222 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
AD9215BRUZ-65
AD9215BRUZ-65
Analog Devices Inc.
Арт.: 565110 PDF RD
Доступно: 352 шт.
Выбрать
условия
поставки
Analog to Digital Converters - ADC 10-Bit 65 MSPS 3V
AD9215BRUZ-65
352 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
AD9214BRSZ-65
AD9214BRSZ-65
Analog Devices Inc.
Арт.: 581964 PDF RD
Доступно: 607 шт.
Выбрать
условия
поставки
Analog to Digital Converters - ADC 10-Bit 65 MSPS 3.3V
AD9214BRSZ-65
607 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
AD9215BCPZ-105
AD9215BCPZ-105
Analog Devices Inc.
Арт.: 851723 PDF RD
Доступно: 994 шт.
Выбрать
условия
поставки
Analog to Digital Converters - ADC 10-Bit 105 MSPS 3V
AD9215BCPZ-105
994 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
AD9214BRSZ-105
AD9214BRSZ-105
Analog Devices Inc.
Арт.: 882195 PDF RD
Доступно: 427 шт.
Выбрать
условия
поставки
Analog to Digital Converters - ADC 10-Bit 105 MSPS 3.3V
AD9214BRSZ-105
427 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
AD8331ARQZ-R7
Analog Devices Inc.
Арт.: 1933513 RD
Доступно: 16222 шт.
Выбрать
условия
поставки
AD8331ARQZ-R7
16222 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
AD9215BRUZRL7-105
Analog Devices Inc.
Арт.: 2259675 PDF RD
Доступно: 538 шт.
Выбрать
условия
поставки
Analog to Digital Converters - ADC 10-Bit 105 MSPS 3V
AD9215BRUZRL7-105
538 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
AD8331-EVALZ
AD8331-EVALZ
Analog Devices Inc.
Арт.: 2388942 PDF RD
Доступно: 83 шт.
Выбрать
условия
поставки
EVALUATION MODULE, AMPLIFIER
AD8331-EVALZ
83 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки
AD9214BRSZ-80
AD9214BRSZ-80
Analog Devices Inc.
Арт.: 2389283 PDF RD
Доступно: 619 шт.
Выбрать
условия
поставки
Analog to Digital Converters - ADC 10-Bit 80 MSPS 3.3V
AD9214BRSZ-80
619 шт.
(под заказ)
Выбрать
условия
поставки