AN-1512: 在光电二极管功率检波器应用中将ADL5315高边电流镜与跨导线性对数放大器接口

电路功能与优势

ADL5315满足了光纤系统中对PIN光电二极管电流进行精密高边监控的需求,并且也适用于许多非光学应用。它经过优化,可与ADI公司的AD8305配合使用。AD8305是一款跨导线性对数放大器,可充分利用ADL5315的宽输入电流范围。本应用笔记所述电路如图2所示,它利用精密、宽范围、高边电流镜ADL5315和跨导线性对数放大器AD8305提供高精度功率监控功能。由于可以利用ADL5315的完整电流镜范围(3 nA至3 mA),因此该配置非常适合高精度功率监控应用。

图1. AD8305的有效值噪声与AD8305和ADL5315级联的 有效值噪声的对比
图2. ADL5315连接到AD8305(原理示意图:未显示去耦和所有连接)

针对AD8305自身及其与ADL5315级联这两种情况,图1显示了AD8305输出端测得的有效值噪声电压与输入电流 IINPT的关系曲线。ADL5315产生的噪声相对较低,而且AD8305的频率响应特性本身还具有噪声滤波功能,因此对AD8305的噪声性能影响极小。

电路描述

在该电路中,ADL5315用于设置输入PIN光电二极管上的偏置电压。此电压由AD8305的INPT引脚提供,并受VSET引脚电压控制。VSET由板载基准电压源VSREF驱动,大小为VPOS - 1 V。

输入电流 IINPT是IOUT引脚的1:1精确镜像。此接口最适合与ADI公司的任何跨导线性对数放大器(例如AD8304或AD8305)一起使用,具有宽动态范围,可以精确测量射入PIN二极管的光功率。

ADL5315主要面向宽动态范围应用,并简化了只允许访问PIN光电二极管或接收器模块阴极的功率监控设计。

图3显示了一个更具一般性的应用,其中ADL5315向PIN二极管提供一个精确偏置,同时镜像二极管电流,供跨导线性对数放大器测量。

图3. ADL5315与跨导线性对数放大器的典型连接 (原理示意图:未显示去耦和所有连接)

如果更希望在IOUT处提供线性电压输出,则只需一个外部接地电阻便可执行转换。

必须精心考虑此配置中的印刷电路板(PCB)布局。电路板自身的漏电流路径可能会导致跨导线性对数放大器的输出中出现测量误差,特别是测量ADL5315动态范围的低端时。设计这种接口时,建议利用保护电位将该漏电流尽可能降低。为了实现这种技术,可以将跨导线性对数放大器的VSUM引脚连接到ADL5315的NC引脚(如图3所示),并且VSUM保护走线布设于IOUT走线的两侧。关于使用VSUM的更多详细信息,请参考AD8304和AD8305数据手册。可用类似方式通过ADL5315的VSET引脚保护INPT走线。

该电路必须构建在具有大面积接地层的多层电路板上。为实现理想性能,必须采用适当的布局、接地和去耦技术(请参考MT-031MT-077MT-078MT-101ADL5315-EVALZAD8305-EVALZ)。

常见变化

AD8304、ADL5306ADL5310放大器均可采用相似的方式与ADL5315相连。