概述
AD8305是一款價(jià)格低廉的微型對數(shù)轉(zhuǎn)換器，針對確定光纖系統(tǒng)中的光功率應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。它采用先進(jìn)的方式實(shí)施經(jīng)典跨導(dǎo)線性（基于結(jié)）技術(shù)，可提供多樣、易用的寬動(dòng)態(tài)范圍。只需采用3 V至12 V單電源供電；也可以選用雙電源。低靜態(tài)電流（典型值5 mA）特性適合電池供電應(yīng)用。
數(shù)據(jù)表：*附件：AD8305 100 dB范圍(10nA-1mA)對數(shù)轉(zhuǎn)換器技術(shù)手冊.pdf

10 nA至1 mA輸入電流IPD施加于INPT引腳，作為一個(gè)比例優(yōu)化的NPN晶體管的集電極電流，該晶體管利用精密對數(shù)關(guān)系將此電流轉(zhuǎn)換為電壓 (V BE )。另一個(gè)這種轉(zhuǎn)換器用來處理施加于IREF 引腳的參考電流（I REF ）。 這些輸入節(jié)點(diǎn)經(jīng)過偏置，略高于地(0.5 V)。對于正極不需要接地的光電二極管應(yīng)用，一般均可接受。同樣，在產(chǎn)生IREF時(shí)，也很容易處理此偏置電壓。對數(shù)前端輸出通過VLOG引腳提供。

此輸出的基本對數(shù)斜率標(biāo)稱值為每10倍200 mV (10 mV/dB)。因此，100 dB范圍相當(dāng)于1 V的輸出電壓。將此電壓（或緩沖器輸出）施加于一個(gè)允許采用外部基準(zhǔn)電壓的ADC時(shí)，AD8305在引腳VREF上的2.5 V基準(zhǔn)電壓輸出可以用來提高比例精度。合適的ADC包括AD7810（串行10位）、AD7823（串行8位）和AD7813（并行8位或10位）。其它對數(shù)斜率值可以利用簡單的外部電阻網(wǎng)絡(luò)提供。

對數(shù)截距（也稱為參考電流）標(biāo)稱值為1 nA，它是通過外部產(chǎn)生的10 μA電流 IREF 而確定，該電流由連接在2.5 V VREF與0.5 V參考輸入IREF之間的200 kΩ電阻提供。對數(shù)截距可以通過改變此電阻在較寬的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。將分子電流施加于INPT，并將分母電流施加于IREF，則AD8305也可以在對數(shù)比模式工作。

該器件內(nèi)置一個(gè)緩沖放大器，用于驅(qū)動(dòng)較大負(fù)載，以將基本斜率10 mV/dB提高到更高的值，從而用作精密比較器（閾值檢測器），或者用于實(shí)現(xiàn)低通濾波器。其軌到軌輸出擺幅可以達(dá)到正負(fù)供電軌的100 mV范圍內(nèi)，源電流能力峰值為25 mA。

跨導(dǎo)線性對數(shù)轉(zhuǎn)換器的一個(gè)基本特性是小信號帶寬隨著電流水平降低而降低，低頻噪聲譜密度則提高。10 nA時(shí)，AD8305的帶寬約為50 kHz，它隨著IPD增大而提高，最大值約為15 MHz。利用緩沖放大器實(shí)現(xiàn)最多三極點(diǎn)的低通濾波器，可以解決低電流時(shí)噪聲電平提高的問題。

AD8305采用16引腳LFCSP封裝，額定工作溫度范圍為?40°C至+85°C。

應(yīng)用

• 光功率測量
• 寬范圍基帶對數(shù)壓縮
• 電流和電壓比測量
• 光吸收測量

特性

• 針對光纖光電二極管接口進(jìn)行了優(yōu)化
• 50倍電流測量范圍
  法則一致性：0.1dB（10nA至1mA）
• 單電源或雙電源供電：3 V至12 V
• 完全對數(shù)比功能
• 標(biāo)稱斜率：10 mV/dB（每10倍200 mV）
• 標(biāo)稱截距：1 nA（由外部電阻設(shè)置）
  可選的斜率和截距調(diào)整功能
• 全面溫度穩(wěn)定性
• 對于給定電流水平，響應(yīng)時(shí)間極短
• 16引腳小型芯片級封裝
  (LFCSP 3 mm × 3 mm)
• 低功耗：靜態(tài)電流約為5 mA

框圖

引腳配置描述

典型性能特征

應(yīng)用信息

AD8305易于在光監(jiān)控系統(tǒng)以及需要將寬范圍電流轉(zhuǎn)換為其對數(shù)等效值（以分貝表示）的類似場景中使用。測量單電流輸入的基本連接方式如圖35所示，其中還包括各種非必要組件。

圖35. 固定截距使用的基本連接

VREF和INPT引腳之間2V的電壓差，結(jié)合200 kΩ的外部電阻R AES ，可向IREF引腳提供10 μA的參考電流。將VRDZ引腳連接到VREF，會(huì)使VLOG引腳的電壓提高0.8 V，實(shí)際上將截距電流(I_{INT})降低了10倍，至1 nA。也可使用(I_{REF})的其他值，范圍從100 nA到超過1 mA。圖5展示了這些變化的影響。

在估算截距穩(wěn)定性時(shí)，必須考慮RAES的任何溫度變化。此外，當(dāng)使用非常低的(I_{REF})值時(shí)，總體噪聲會(huì)增加。在固定截距應(yīng)用中，使用較大的參考電流并無太多益處，因?yàn)樵趩坞娫垂ぷ鲿r(shí)，動(dòng)態(tài)范圍的低端會(huì)受到壓縮。此處顯示的電容為5 V。建議在VSUM和地之間使用一個(gè)電容，以盡量減少該節(jié)點(diǎn)的噪聲，并提供干凈的參考電流。

由于VLOG處的基本定標(biāo)為0.2 V/十倍頻程，緩沖器輸出端4 V的擺幅對應(yīng)20個(gè)數(shù)量級，因此將斜率提高到軌到軌電壓范圍會(huì)很有用。出于說明目的，圖35中的電路提供了0.5 V/十倍頻程（25 mV/dB）的總體斜率。因此，使用(I_{REF} = 100 μA)時(shí)，(V_{LOG})在(I_{PD} = 10 nA)時(shí)從0.2 V運(yùn)行到(I_{PD} = 1 mA)時(shí)的1.4 V，而緩沖器輸出從0.5 V運(yùn)行到3.5 V，對應(yīng)的電學(xué)動(dòng)態(tài)范圍為120 dB（60 dB光功率）。

VLOG到地的可選電容與4.55 kΩ電阻構(gòu)成單極點(diǎn)低通濾波器，結(jié)合圖35中C12的10 nF，3 dB轉(zhuǎn)角頻率為3.5 kHz。這種濾波有助于減少輸出噪聲，特別是當(dāng)(I_{PD})較小時(shí)。多個(gè)濾波器在降低總噪聲方面更有效；AD8304數(shù)據(jù)手冊中提供了相關(guān)示例。

該網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)受兩個(gè)輸入（INPT、IREF）到地的外部網(wǎng)絡(luò)影響。這是為了在整個(gè)電流范圍內(nèi)穩(wěn)定輸入系統(tǒng)。帶寬會(huì)隨著輸入范圍的變化而改變，從而實(shí)現(xiàn)寬范圍的極點(diǎn)頻率。RC網(wǎng)絡(luò)為輸入系統(tǒng)增加了一個(gè)零點(diǎn)，以確保整個(gè)輸入范圍的穩(wěn)定性。圖35中所示的網(wǎng)絡(luò)值通常就足夠了，但當(dāng)光電二極管的電容較高時(shí)，可能需要進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)調(diào)整。

盡管兩個(gè)電流輸入類似，但在極端電流（<100 nA）和溫度（<0°C）條件下操作參考輸入時(shí)仍需小心。將RC網(wǎng)絡(luò)修改為4.7 nF和2 kΩ，可在 -40°C時(shí)測量10 nA至(I_{REF})的電流。通過檢查代表性電流水平下(I_{REF})的瞬態(tài)響應(yīng)，可以調(diào)整電容值，以提供快速上升和下降時(shí)間以及可接受的振鈴。為微調(diào)網(wǎng)絡(luò)零點(diǎn)，應(yīng)調(diào)整電阻值。