一般說明

LMH公司™6503是一種寬帶直流耦合差分輸入電壓控制增益級后接高速電流反饋運算放大器，可直接驅(qū)動低阻抗負載。增益調(diào)節(jié)范圍大于70dB至10MHz。最大增益由外部組件和增益設(shè)置可以一路減少到切斷。功耗是370mW，速度135MHz。輸出參考直流偏移整個增益控制的電壓小于350mV電壓范圍。設(shè)備間增益匹配在最大增益時為0.7dB。此外，任何VG的增益是測試并保證公差。輸出電流反饋運算放大器允許高頻大信號（回轉(zhuǎn)速率=1800V/μs），還可以驅(qū)動重載電流（75毫安）。差分輸入允許共模抑制低電平放大或在信號攜帶在相對較長的電線上。對于單端操作，未使用的輸入可以很容易地連接到地面（或單電源應用中的虛擬半供應）。反轉(zhuǎn)或非可逆增益可以通過選擇一個輸入來獲得極性或其他。在單一電源中使用時，可進一步提高多功能性應用時，增益控制范圍設(shè)置為−1V到+1V相對于引腳11電位（接地引腳）。單一供應操作時，該接地引腳與“虛擬”半電源相連。增益控制管腳具有高輸入阻抗以簡化其輸入阻抗驅(qū)動要求。增益控制在V/V范圍內(nèi)是線性的增益調(diào)整范圍。最大增益可設(shè)置為在1V/V到100V/V或更高的任何地方。線性（單位：dB）增益控制應用，見LMH6502產(chǎn)品介紹。LMH6503在SOIC-14和TSSOP-14中提供包裹。

特征

VS=±5V，TA=25˚C，RF=1kΩ，RG=174Ω，RL=100Ω，平均值=AV（MAX）=10，除非另有規(guī)定，否則為典型值。

-3dB BW 135MHz

增益控制BW 100MHz

調(diào)節(jié)范圍（典型超溫）70dB

增益匹配（極限）±0.7dB

轉(zhuǎn)換速率1800V/μs

電源電流（空載）37mA

線性輸出電流±75mA

輸出電壓（RL=100Ω）±3.2V

輸入電壓噪聲6.6nV/

輸入電流噪聲2.4pA/

THD（20MHz，RL=100Ω，VO=2VPP）−57dBc

替換CLC522

應用

可變衰減器

自動增益控制

電壓控制器濾波器

乘數(shù)

絕對最大額定值（注1）

ESD公差：（注4）

人體2KV

機器型號200V

輸入電流±10mA

VIN差±（V+−V−）

輸出電流120mA（注3）

電源電壓（V+-V−)12.6伏

輸入/輸出引腳電壓V++0.8V，V−-0.8V

焊接信息：

紅外線或?qū)α鳎?0秒）235˚C

波峰焊（10秒）260˚C

儲存溫度范圍−65˚C至+150˚C

結(jié)溫+150˚C

工作額定值（注1）

電源電壓（V+-V−)5V至12V

溫度范圍−40˚C至+85˚C

熱阻：θJAθJC

14針SOIC 138˚C/W 45˚C/W

14針TSSOP 160˚C/W 51˚C/W

電氣特性（注2）

除非另有規(guī)定，否則TJ=25˚C，VS=±5V，AV（最大值）=10，VCM=0V，RF=1kΩ，RG=174Ω，VIN的所有保證限值-_DIFF=±0.1V，RL=100Ω，VG=+1V。黑體限制適用于極端溫度。

電氣特性（注2）（續(xù)）

除非另有規(guī)定，否則TJ=25˚C，VS=±5V，AV（最大值）=10，VCM=0V，RF=1kΩ，RG=174Ω，VIN的所有保證限值-_DIFF=±0.1V，RL=100Ω，VG=+1V。黑體限制適用于極端溫度。

電氣特性（注2）（續(xù)）

注1：絕對最大額定值表示設(shè)備可能發(fā)生損壞的極限值。工作額定值表示設(shè)備的工作條件旨在發(fā)揮功能，但具體性能無法保證。有關(guān)保證規(guī)格，請參閱電氣特性表。

注2：電氣表數(shù)值僅適用于指定溫度下的工廠試驗條件。工廠測試條件導致使TJ=TA的裝置。在內(nèi)部自熱（TJ>TA）條件下，電氣表中未給出參數(shù)性能的保證。

注3：最大輸出電流（IOUT）由器件功耗限制或規(guī)定值決定，以較低者為準。

注4：人體型號：1.5kΩ串聯(lián)100pF。機型：0Ω，200pF串聯(lián)。

注5：回轉(zhuǎn)率是上升率和下降率的平均值。

注6：典型值代表最有可能的參數(shù)規(guī)范。粗體數(shù)字表示溫度過高。

注7：正電流對應于裝置中流動的電流。

注8：用極端溫度下的參數(shù)分布變化除以總溫度變化來確定漂移。

注9:CMRR定義：0.1V差分輸入電壓下的[|∆VOUT/∆VCM |/AV]。∆VOUT是減去偏移量后輸出電壓的變化。

注10:+PSRR定義：【|∆VOUT/∆V+|/AV]，-PSRR定義：【|∆VOUT/∆V−/AV】，輸入電壓差為0.1V。∆VOUT是輸出電壓的變化偏移偏移量減去。

注11：增益控制頻率響應示意圖：

注12：增益/相位標準化為每個AV的低頻值。

注13：平帶衰減（相對于最大增益）范圍定義：指定為允許增益平坦度的最大衰減范圍（0.2dB或±0.1dB），相對于AVMAX增益。例如，對于f<30MHz，以下是平帶衰減范圍：±0.2dB:10V/V至1V/V=20dB范圍±0.1dB:10V/V至4.7V/V=6.5dB范圍

除非另有規(guī)定，典型性能特征：VS=±5V，25˚C，VG=VG_MAX，VCM=0V，RF=1kΩ，RG=174Ω，兩個輸入端接在50Ω，RL=100Ω，典型值，參考設(shè)備輸出的結(jié)果：

除非另有規(guī)定，典型性能特征：VS=±5V，25˚C，VG=VG_MAX，VCM兩個輸入端接均為1kΩ，均為0Ω，參考值為100Ω，RL=50Ω輸出：（續(xù)）

除非另有規(guī)定，典型性能特征：VS=±5V，25˚C，VG=VG_MAX，VCM兩個輸入端接均為1kΩ，均為0Ω，參考值為100Ω，RL=50Ω輸出：（續(xù)）

申請信息

操作理論

LMH6503是一種線性寬帶可變增益放大器如圖1所示。可施加電壓輸入信號兩個輸入（+VIN，−VIN）之間的差異，或通過將兩個未使用的輸入之一接地而單獨存在。這個LMH6503輸入緩沖器將輸入電壓轉(zhuǎn)換為電流（IRG）是差分輸入電壓（VINPUT）的函數(shù)=（+VIN）-（−VIN））和增益設(shè)置電阻的值（RG）。該電流（IRG）隨后被鏡像到增益級電流增益為K（標稱值為1.72）。電壓控制二象限乘法器衰減這個電流通過輸出放大器轉(zhuǎn)換成電壓。這個輸出放大器是一個電流反饋運算放大器，配置為跨阻放大器。它的跨阻增益是反饋電阻（RF）。輸入信號、輸出和增益控制都是電壓。輸出電壓很容易按式1計算：

因此，LMH6503的增益是三的函數(shù)外部變量：RG、RF和VG，如等式所示第二章：

增益控制電壓（VG）的理想輸入范圍為−1V<VG<+1V。當VG=+1V時，LMH6503的增益為最大值如方程式3所示：

注意，等式3同時適用于微分和單端操作。

選擇RF和RG RG根據(jù)方程式4計算。VINPUTMAX是最大的山峰

輸入電壓（Vpk）由應用程序確定。IRGMAX是通過RG的最大允許電流通常為2.3毫安。一旦根據(jù)最小輸入確定了AVMAX和期望的輸出電壓RF，然后用方程式5。RF和RG的這些值為

滿足輸入電壓和最大增益限制。調(diào)整電阻值將減少帶寬，提高穩(wěn)定性。圖2說明了生成的LMH6503帶寬作為最大（y軸）和最小值（與x相關(guān)）的函數(shù)軸）當VOUT在1VPP下保持恒定時的輸入電壓。

調(diào)整偏移量

處理由輸入和輸出引入的偏移LMH6503的階段分兩步完成過程。輸出級的偏移電壓由首先在VG上施加−1.1V電壓，有效隔輸入級和輸出級的乘法器核心。作為如圖3所示，位于LMH6503評估委員會（CLC730033）應調(diào)整以使在LMH6503的輸出（引腳10）。

一旦這一點完成，偏移誤差然后可以處理輸入級和乘法器核心。這個第二步需要輸入信號和匹配兩個輸入引腳上的源阻抗，以便消除偏置電流誤差。完成后，+1.1V應該適用于VG和位于R10的微調(diào)罐，調(diào)整使LMH6503輸出端的偏置電壓為零。如果預期增益范圍更為有限，則應在這些操作點進行上述調(diào)整。這些步驟將使輸出偏移電壓最小化。但是，自從補償項本身隨增益設(shè)置而變化，校正并不完美，還會有一些剩余的輸出偏移。增益精度定義為在特定VG下測量的增益比（V/V），通過典型增益（V/V）繪制的最佳擬合線

-1V<VG<1V的分布（結(jié)果以dB表示）（見圖4）。最佳擬合增益（AV）由以下公式得出：平均值（V/V）=4.87VG+4.61（6）對于：−1V≤VG≤+1V，RF=1kΩ，RG=174Ω對于VG范圍，表中指定的值表示整個范圍內(nèi)最差的精度。“典型”值將是“典型“增益”和最佳擬合線。“最大”值是最大/最小增益限制和最佳擬合之間的最壞情況行。

增益匹配

定義為某一VG（ex 按dB）時增益變化的限制（見圖4）。僅指定為“最大值”（否“典型”）。對于VG范圍，指定的值表示整個范圍內(nèi)的最差情況匹配。“最大”值最大/最小增益限制之間的最壞情況比率以及典型的收益。

申請信息（續(xù)）

噪音

圖5描述了LMH6503的輸出參考點噪聲密度是頻率的函數(shù)，AVMAX=10V/V。圖中包括了所有的噪聲影響因素。然而，當兩個輸入端接在50Ω時，輸入噪聲貢獻最小。在AVMAX=10V/V時，LMH6503具有典型平帶輸入?yún)⒖键c噪聲密度（ein）為6.6nV/對于−3dB BW擴展到平坦頻段，輸入均方根電壓噪聲可由以下單極模型確定：

電路布局注意事項

良好的高頻運行要求圖6中所示的所有去耦合電容器都要放得很近為了確保適當?shù)母哳l低阻抗旁路。足夠接地平面和低感應功率回路也是如此

需要布局。寄生電容最小化插腳3、4、5、6、9、10和12將確保最佳高頻性能。元件引線的寄生電感或針4、5和9的痕跡也應保存在最小值。輸出端寄生或負載電容CL（引腳10）降低相位裕度并可能導致頻率響應峰值或電路振蕩。LMH6503完全驅(qū)動100Ω負載時穩(wěn)定。降低負載（例如。1kΩ）在超過400MHz的甚高頻情況下存在不穩(wěn)定的可能性，尤其是在電容性負載下。當LMH6503連接到輕負載時，它是建議在輸出端添加一個緩沖網(wǎng)絡(luò)（例如。100Ω和39pF串聯(lián)在LMH6503輸出之間接地）。CL也可以通過以下方式與輸出隔離將一個小電阻串聯(lián)在輸出端（引腳10）。成分寄生也會影響高頻結(jié)果。因此，建議使用金屬膜電阻器如RN55D或無鉛組件，如表面貼裝設(shè)備。不建議使用高規(guī)格插座。National Semiconductor建議進行以下評估作為高頻布局的指南和輔助設(shè)備測試和特性描述：設(shè)備包評估板部分數(shù)量

LMH6503MA SOIC-14 CLC730033

LMH6503MT TSSOP-14 CLC730146

單電源運行

可以使用單電源操作LMH6503。到這樣做，將針腳11（GND）連接到電位中點左右在V+和V-之間 圖7顯示了兩個示例&amp;圖8。

在較低電源電壓下運行LMH6503的額定工作電壓為5V（V+-V−). 此處顯示了一些操作規(guī)范數(shù)據(jù)表內(nèi)±2.5V（即頻率響應，CMRR、PSRR、增益與VG等）。與±5V操作相比，在較低電源條件下：a） VG范圍縮小。參考圖9，注意VG_MAX（獲得最大增益所需的VG電壓）為0.5V（VS=±2.5V），而VS=±5V時為1.0V同時，增益截止（VG_MIN）將從-1V，VS=±5V。表1顯示了各種VG電壓作為V-的函數(shù)：

（b） 降低了VG的極限值（VG上的最大允許電壓）。這是由于設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的限制從晶體管的凈空。超過此限制，設(shè)備性能將受到影響（非破壞性）。指圖9，請注意，在V+=2.5V和V−=−4V的情況下，VG_限制正在接近VG最大值，并且“最大增益”已由1dB降低。這意味著在這些條件降低了最大允許電壓在VG上低于獲得最大增益所需的水平。如果電源電壓不對稱，參考圖9和圖10描繪了確保操作區(qū)域不受到VG_極限的“鉗制”和VG的過度限制-_最大曲線。

（c） “最大增益”減少。有一種內(nèi)在的減少總電源電壓降低時的最大增益（參見增益與VG的典型性能特征圖（VS=±2.5伏）。另外，還有更激烈的上述“b”所述的機構(gòu)，如圖所示9圖10顯示了V+=5V操作的類似圖比較和參考。

應用電路

四象限乘法器

需要乘法、平方或其他非線性函數(shù)的應用可以用四象限乘法器實現(xiàn)。LMH6503實現(xiàn)了四象限乘法器如圖11所示：

頻率整形

頻率整形和帶寬擴展LMH6503可通過RG端口連接的并行網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。中顯示的網(wǎng)絡(luò)圖12示意圖將有效地擴展LMH6503的帶寬。

二階可調(diào)帶通濾波器

LMH6503可變增益放大器置于反饋回路中，提供信號處理功能，如二階可調(diào)帶通濾波器。中心頻率調(diào)整圖13所示的二階帶通通過使用LMH6503的增益控制電壓VG。積分器是用LMH6682，提供傳遞函數(shù)的系數(shù)。

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