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低価格 高速レールtoレール・アンプ
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J
アナログ・デバイセズ社は、提供する情報が正確で信頼できるものであることを期していますが、その情報の利用に関して、あるいは利用によって生じる第三者の特許やその他の権利の侵害に関して一切の責任を負いません。また、アナログ・デバイセズ社の特許または特許の権利の使用を明示的または暗示的に許諾するものでもありません。仕様は、予告なく変更される場合があります。本紙記載の商標および登録商標は、各社の所有に属します。
※日本語版資料は REVISIONが古い場合があります。最新の内容については、英語版をご参照ください。 ©2009 Analog Devices, Inc. All rights reserved.
本 社/105-6891 東京都港区海岸 1-16-1 ニューピア竹芝サウスタワービル 電話 03(5402)8200
大阪営業所/532-0003 大阪府大阪市淀川区宮原 3-5-36 新大阪トラストタワー 電話 06(6350)6868
特長
5 Vでの高速動作と高速セトリング
AD8051/AD8052の−3 dB 帯域幅: 110 MHz、 (G = +1)
AD8054の−3 dB 帯域幅: 150 MHz、 (G = +1)
スルーレート: 145 V/μs
0.1%へのセトリング・タイム: 50 ns
単電源動作
出力振幅: 両電源レールの内側 25 mVまで
入力電圧範囲: −0.2 V~+4 V、VS = 5 V
ビデオ仕様 (G = +2)
0.1 dB ゲイン平坦性: 20 MHz、RL = 150 Ω
微分ゲイン/微分位相: 0.03%/0.03°
低歪み
1 MHz、RL = 100 Ωでの総合高調波歪: −80 dBc
優れた負荷駆動能力
駆動電流 45 mA、電源レールから 0.5 V (AD8051/AD8052)
50 pFの容量負荷を駆動 (G = +1) (AD8051/AD8052)
低消費電力: 2.75 mA/アンプ (AD8054)
低消費電力: 4.4 mA/アンプ (AD8051/AD8052)
アプリケーション
アクティブ・フィルタ
A/Dコンバータのドライバ
クロック・バッファ
民生ビデオ
業務用カメラ
CCD画像処理システム
CD/DVD ROM
ピン配置 (上面図)
8
7
6
5
1
2
3
4
NC
–IN
+IN
NC
NC
AD8051
NC = NO CONNECT
+VS
VOUT
–VS
01
06
2-0
01
1
2
3
5
4 –IN+IN
AD8051
+ –
+VSVOUT
–VS
01
06
2-0
02
図 1.SOIC-8 (R) 図 2.SOT-23-5 (RJ)
8
7
6
5
1
2
3
4
+–
+
–
OUT1
–IN1
+IN1
OUT
–IN2
AD8052
+IN2
+VS
–VS
01
06
2-0
03
V+
+IN B
OUT B
OUT D
+IN D
V–
+IN C
OUT C
AD8054
+IN A
OUT A 1
2
3
4
5
6
7
14
13
12
11
10
9
8
–IN A
–IN B
–IN D
–IN C
01
06
2-0
04
図 3.SOIC (R-8) と MSOP
(RM-8)
図 4.SOIC (R-14) と TSSOP
(RU-14)
FREQUENCY (MHz)
4.5
050
3.0
1.5
1.0
0.5
4.0
3.5
2.0
2.5
5.0
PE
AK
-TO
-PE
AK
OU
TP
UT
VO
LT
AG
E S
WIN
G(T
HD
≤ 0
.5%
) (V
)
0.1 1 10
VS = 5V
G = –1
RF = 2kΩ
RL = 2kΩ
01
06
2-0
05
図 5.低歪みのレール toレール出力振幅
概要
AD8051 (シングル)、AD8052 (デュアル)、AD8054 (クワッド)は、
低価格の高速電圧帰還アンプです。これらのアンプは、 +3 V、
+5 V、±5 Vの電源で動作し、電源電流は小さくなっています。
これらのデバイスは、負側電源レールの下側 200 mV まで、か
つ正側電源レールから 1V 以内までの入力電圧範囲を持つ真の
単電源動作機能を持っています。
AD8051/AD8052/AD8054 は、低価格ですが優れた総合性能と多
機能性を提供します。出力電圧振幅が各電源レールの内側 25
mV まで延びているため、最大の出力ダイナミック・レンジと
優れたオーバードライブ回復性能をもっています。
このため、AD8051/AD8052/AD8054 は、ビデオ機器、カメラ、
ビデオ・スイッチャや、その他の高速ポータブル機器に適して
います。また、低い歪み特性と高速セトリングであるため、ア
クティブ・フィルタ・アプリケーションに最適です。
AD8051 は 8 ピン SOIC、AD8052 は 8 ピン SOIC または 8 ピン
MSOPを、AD8054は 14ピン SOICまたは 14ピン TSSOP パッケ
ージを、それぞれ採用し、−40°C~+125°C の拡張温度範囲で動
作します。
日本語版データシート(参考)
最新の英語データシートはこちらをご覧ください
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 2/23 -
目次 特長 ...................................................................................................... 1
アプリケーション .............................................................................. 1
ピン配置 (上面図)............................................................................... 1
概要 ...................................................................................................... 1
改訂履歴 .............................................................................................. 2
仕様 ...................................................................................................... 3
絶対最大定格 ...................................................................................... 9
熱抵抗 .............................................................................................. 9
最大消費電力 .................................................................................. 9
ESDの注意 ...................................................................................... 9
代表的な性能特性 ............................................................................ 10
動作原理 ............................................................................................ 16
回路説明 ........................................................................................ 16
アプリケーション情報 .................................................................... 17
オーバードライブからの回復 ..................................................... 17
容量負荷の駆動 ............................................................................ 17
レイアウト時の考慮事項 ............................................................ 18
アクティブ・フィルタ ................................................................ 18
A/D変換器アプリケーションと
D/A変換器アプリケーション ................................................. 19
同期ストリッパ ............................................................................ 20
単電源のコンポジット・ビデオ・ライン・ドライバ ............. 20
外形寸法 ............................................................................................ 21
オーダー・ガイド ........................................................................ 23
改訂履歴
7/09—Rev. I to Rev. J
Changes to Figure 22 .......................................................................... 12
12/08—Rev. H to Rev. I
Change to Settling Time to 0.1% Parameter, Table 1 ............................ 3
Updated Outline Dimensions .............................................................. 20
12/07—Rev. G to Rev. H
Changes to Applications ....................................................................... 1
Updated Outline Dimensions .............................................................. 21
Changes to Ordering Guide ................................................................ 23
5/06—Rev. F to Rev. G
Updated Format .............................................................................. Universal
Changes to Features, Applications, and General Description ................ 1
Changes to Figure 15 ............................................................................ 12
Changes to the Ordering Guide ............................................................ 22
9/04—Rev. E to Rev. F
Changes to Ordering Guide ................................................................... 7
Changes to Figure 15 ............................................................................ 15
3/04—Rev. D to Rev. E
Changes to General Description ............................................................ 2
Changes to Specifications ...................................................................... 3
Changes to Ordering Guide ................................................................... 6
2/03—Rev. C to Rev. D
Changes to General Description ............................................................ 1
Changes to Specifications ...................................................................... 3
Changes to Absolute Maximum Ratings ............................................... 6
1/03—Rev. B to Rev. C
Changes to General Description ............................................................ 1
Changes to Pin Connections .................................................................. 1
Changes to Specifications ...................................................................... 2
Changes to Absolute Maximum Ratings ............................................... 9
Changes to Figure 2 ............................................................................... 9
Changes to Ordering Guide ................................................................... 9
Updated Outline Dimensions ................................................................ 20
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 3/23 -
仕様 特に指定がない限り、TA = 25°C、VS = 5 V、RL = 2 kΩ (2.5 Vへ接続)。
表 1.
AD8051A/AD8052A AD8054A
Parameter Conditions Min Typ Max Min Typ Max Unit
DYNAMIC PERFORMANCE
−3 dB Small Signal Bandwidth G = +1, VOUT = 0.2 V p-p 70 110 80 150 MHz
G = −1, +2, VOUT = 0.2 V p-p 50 60 MHz
Bandwidth for 0.1 dB Flatness G = +2, VOUT = 0.2 V p-p,
RL = 150 Ω to 2.5 V
RF = 806 Ω (AD8051A/
AD8052A)
20 MHz
RF = 200 Ω (AD8054A) 12 MHz
Slew Rate G = −1, VOUT = 2 V step 100 145 140 170 V/µs
Full Power Response G = +1, VOUT = 2 V p-p 35 45 MHz
Settling Time to 0.1% G = −1, VOUT = 2 V step 50 40 ns
NOISE/DISTORTION PERFORMANCE
Total Harmonic Distortion1 fC = 5 MHz, VOUT = 2 V p-p,
G = +2
−67 −68 dB
Input Voltage Noise f = 10 kHz 16 16 nV/√Hz
Input Current Noise f = 10 kHz 850 850 fA/√Hz
Differential Gain Error (NTSC) G = +2, RL = 150 Ω to 2.5 V 0.09 0.07 %
RL = 1 kΩ to 2.5 V 0.03 0.02 %
Differential Phase Error (NTSC) G = +2, RL = 150 Ω to 2.5 V 0.19 0.26 Degrees
RL = 1 kΩ to 2.5 V 0.03 0.05 Degrees
Crosstalk f = 5 MHz, G = +2 −60 −60 dB
DC PERFORMANCE
Input Offset Voltage 1.7 10 1.7 12 mV
TMIN − TMAX 25 30 mV
Offset Drift 10 15 µV/°C
Input Bias Current 1.4 2.5 2 4.5 µA
TMIN − TMAX 3.25 4.5 µA
Input Offset Current 0.1 0.75 0.2 1.2 µA
Open-Loop Gain RL = 2 kΩ to 2.5 V 86 98 82 98 dB
TMIN − TMAX 96 96 dB
RL = 150 Ω to 2.5 V 76 82 74 82 dB
TMIN − TMAX 78 78 dB
INPUT CHARACTERISTICS
Input Resistance 290 300 kΩ
Input Capacitance 1.4 1.5 pF
Input Common-Mode Voltage Range −0.2 to
+4
−0.2 to
+4
V
Common-Mode Rejection Ratio VCM = 0 V to 3.5 V 72 88 70 86 dB
OUTPUT CHARACTERISTICS
Output Voltage Swing RL = 10 kΩ to 2.5 V 0.015 to
4.985
0.03 to
4.975
V
RL = 2 kΩ to 2.5 V 0.1 to
4.9
0.025 to
4.975
0.125 to
4.875
0.05 to
4.95
V
RL = 150 Ω to 2.5 V 0.3 to
4.625
0.2 to
4.8
0.55 to
4.4
0.25 to
4.65
V
Output Current VOUT = 0.5 V to 4.5 V 45 30 mA
TMIN − TMAX 45 30 mA
Short-Circuit Current Sourcing 80 45 mA
Sinking 130 85 mA
Capacitive Load Drive G = +1 (AD8051/AD8052) 50 pF
G = +2 (AD8054) 40 pF
POWER SUPPLY
Operating Range 3 12 3 12 V
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 4/23 -
AD8051A/AD8052A AD8054A
Parameter Conditions Min Typ Max Min Typ Max Unit
Quiescent Current/Amplifier 4.4 5 2.75 3.275 mA
Power Supply Rejection Ratio ΔVS = ±1 V 70 80 68 80 dB
OPERATING TEMPERATURE RANGE RJ-5 −40 +85 °C
RM-8, R-8, RU-14, R-14 −40 +125 −40 +125 °C
1 図 19参照。
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 5/23 -
特に指定がない限り、TA = 25°C、VS = 3 V、RL = 2 kΩ (1.5 Vへ接続)。
表 2.
AD8051A/AD8052A AD8054A
Parameter Conditions Min Typ Max Min Typ Max Unit
DYNAMIC PERFORMANCE
−3 dB Small Signal Bandwidth G = +1, VOUT = 0.2 V p-p 70 110 80 135 MHz
G = −1, +2, VOUT =
0.2 V p-p
50 65 MHz
Bandwidth for 0.1 dB Flatness G = +2, VOUT = 0.2 V p-p,
RL = 150 Ω to 2.5 V
RF = 402 Ω (AD8051A/
AD8052A)
17 MHz
RF = 200 Ω (AD8054A) 10 MHz
Slew Rate G = −1, VOUT = 2 V step 90 135 110 150 V/µs
Full Power Response G = +1, VOUT = 1 V p-p 65 85 MHz
Settling Time to 0.1% G = −1, VOUT = 2 V step 55 55 ns
NOISE/DISTORTION PERFORMANCE
Total Harmonic Distortion1 fC = 5 MHz, VOUT = 2 V p-p,
G = −1, RL = 100 Ω to 1.5 V
−47 −48 dB
Input Voltage Noise f = 10 kHz 16 16 nV/√Hz
Input Current Noise f = 10 kHz 600 600 fA/√Hz
Differential Gain Error (NTSC) G = +2, VCM = 1 V
RL = 150 Ω to 1.5 V 0.11 0.13 %
RL = 1 kΩ to 1.5 V 0.09 0.09 %
Differential Phase Error (NTSC) G = +2, VCM = 1 V
RL = 150 Ω to 1.5 V 0.24 0.3 Degrees
RL = 1 kΩ to 1.5 V 0.10 0.1 Degrees
Crosstalk f = 5 MHz, G = +2 −60 −60 dB
DC PERFORMANCE
Input Offset Voltage 1.6 10 1.6 12 mV
TMIN − TMAX 25 30 mV
Offset Drift 10 15 µV/°C
Input Bias Current 1.3 2.6 2 4.5 µA
TMIN − TMAX 3.25 4.5 µA
Input Offset Current 0.15 0.8 0.2 1.2 µA
Open-Loop Gain RL = 2 kΩ 80 96 80 96 dB
TMIN − TMAX 94 94 dB
RL = 150 Ω 74 82 72 80 dB
TMIN − TMAX 76 76 dB
INPUT CHARACTERISTICS
Input Resistance 290 300 kΩ
Input Capacitance 1.4 1.5 pF
Input Common-Mode Voltage Range −0.2 to
+2
−0.2 to
+2
V
Common-Mode Rejection Ratio VCM = 0 V to 1.5 V 72 88 70 86 dB
OUTPUT CHARACTERISTICS
Output Voltage Swing RL = 10 kΩ to 1.5 V 0.01 to
2.99
0.025 to
2.98
V
RL = 2 kΩ to 1.5 V 0.0.75 to
2.9
0.02 to
2.98
0.1 to
2.9
0.35 to
2.965
V
RL = 150 Ω to 1.5 V 0.2 to
2.75
0.125 to
2.875
0.35 to
2.55
0.15 to
2.75
V
Output Current VOUT = 0.5 V to 2.5 V 45 25 mA
TMIN − TMAX 45 25 mA
Short-Circuit Current Sourcing 60 30 mA
Sinking 90 50 mA
Capacitive Load Drive G = +1 (AD8051/AD8052) 45 pF
G = +2 (AD8054) 35 pF
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 6/23 -
AD8051A/AD8052A AD8054A
Parameter Conditions Min Typ Max Min Typ Max Unit
POWER SUPPLY
Operating Range 3 12 3 12 V
Quiescent Current/Amplifier 4.2 4.8 2.625 3.125 mA
Power Supply Rejection Ratio ΔVS = 0.5 V 68 80 68 80 dB
OPERATING TEMPERATURE RANGE RJ-5 −40 +85 °C
RM-8, R-8, RU-14, R-14 −40 +125 −40 +125 °C
1 図 19参照。
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 7/23 -
特に指定がない限り、TA = 25°C、VS = ±5 V、RL = 2 kΩ (グラウンドへ接続)。
表 3.
AD8051A/AD8052A AD8054A
Parameter Conditions Min Typ Max Min Typ Max Unit
DYNAMIC PERFORMANCE
−3 dB Small Signal Bandwidth G = +1, VOUT = 0.2 V p-p 70 110 85 160 MHz
G = −1, +2, VOUT = 0.2 V p-p 50 65 MHz
Bandwidth for 0.1 dB Flatness G = +2, VOUT = 0.2 V p-p,
RL = 150 Ω,
RF = 1.1 kΩ (AD8051A/
AD8052A)
20 MHz
RF = 200 Ω (AD8054A) 15 MHz
Slew Rate G = −1, VOUT = 2 V step 105 170 150 190 V/µs
Full Power Response G = +1, VOUT = 2 V p-p 40 50 MHz
Settling Time to 0.1% G = −1, VOUT = 2 V step 50 40 MHz
NOISE/DISTORTION PERFORMANCE
Total Harmonic Distortion fC = 5 MHz, VOUT = 2 V p-p,
G = +2
−71 −72 dB
Input Voltage Noise f = 10 kHz 16 16 nV/√Hz
Input Current Noise f = 10 kHz 900 900 fA/√Hz
Differential Gain Error (NTSC) G = +2, RL = 150 Ω 0.02 0.06 %
RL = 1 kΩ 0.02 0.02 %
Differential Phase Error (NTSC) G = +2, RL = 150 Ω 0.11 0.15 Degrees
RL = 1 kΩ 0.02 0.03 Degrees
Crosstalk f = 5 MHz, G = +2 −60 −60 dB
DC PERFORMANCE
Input Offset Voltage 1.8 11 1.8 13 mV
TMIN − TMAX 27 32 mV
Offset Drift 10 15 µV/°C
Input Bias Current 1.4 2.6 2 4.5 µA
TMIN − TMAX 3.5 4.5 µA
Input Offset Current 0.1 0.75 0.2 1.2 µA
Open-Loop Gain RL = 2 kΩ 88 96 84 96 dB
TMIN − TMAX 96 96 dB
RL = 150 Ω 78 82 76 82 dB
TMIN − TMAX 80 80 dB
INPUT CHARACTERISTICS
Input Resistance 290 300 kΩ
Input Capacitance 1.4 1.5 pF
Input Common-Mode Voltage Range −5.2 to
+4
−5.2 to
+4
V
Common-Mode Rejection Ratio VCM = −5 V to +3.5 V 72 88 70 86 dB
OUTPUT CHARACTERISTICS
Output Voltage Swing RL = 10 kΩ −4.98 to
+4.98
−4.97 to
+4.97
V
RL = 2 kΩ −4.85 to
+4.85
−4.97 to
+4.97
−4.8 to
+4.8
−4.9 to
+4.9
V
RL = 150 Ω −4.45 to
+4.3
−4.6 to
+4.6
−4.0 to
+3.8
−4.5 to
+4.5
V
Output Current VOUT = −4.5 V to +4.5 V 45 30 mA
TMIN − TMAX 45 30 mA
Short-Circuit Current Sourcing 100 60 mA
Sinking 160 100 mA
Capacitive Load Drive G = +1 (AD8051/AD8052) 50 pF
G = +2 (AD8054) 40 pF
POWER SUPPLY
Operating Range 3 12 3 12 V
Quiescent Current/Amplifier 4.8 5.5 2.875 3.4 mA
Power Supply Rejection Ratio ΔVS = ±1 68 80 68 80 dB
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 8/23 -
AD8051A/AD8052A AD8054A
Parameter Conditions Min Typ Max Min Typ Max Unit
OPERATING TEMPERATURE RANGE RJ-5 −40 +85 °C
RM-8, R-8, RU-14, R-14 −40 +125 −40 +125 °C
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 9/23 -
絶対最大定格
表 4.
Parameter Ratings
Supply Voltage 12.6 V
Internal Power Dissipation1
SOIC Packages Observe power derating
curves
SOT-23 Package Observe power derating
curves
MSOP Package Observe power derating
curves
TSSOP Package Observe power derating
curves
Input Voltage (Common Mode) ±VS
Differential Input Voltage ±2.5 V
Output Short-Circuit Duration Observe power derating
curves
Storage Temperature Range (R) −65°C to +150°C
Operating Temperature Range (A Grade) −40°C to +125°C
Lead Temperature (Soldering 10 sec) 300°C
1 表 5を参照。
上記の絶対最大定格を超えるストレスを加えるとデバイスに恒
久的な損傷を与えることがあります。この規定はストレス定格
の規定のみを目的とするものであり、この仕様の動作のセクシ
ョンに記載する規定値以上でのデバイス動作を定めたものでは
ありません。デバイスを長時間絶対最大定格状態に置くとデバ
イスの信頼性に影響を与えます。
熱抵抗
仕様は、自然空冷のデバイスで規定。
表 5.熱抵抗
Package Type θJA Unit
8-Lead SOIC 125 °C/W
5-Lead SOT-23 180 °C/W
8-Lead MSOP 150 °C/W
14-Lead SOIC 90 °C/W
14-Lead TSSOP 120 °C/W
最大消費電力
AD8051/AD8052/AD8054 のパッケージ内での安全な最大消費電
力は、チップのジャンクション温度上昇により制限されます。
プラスチック・パッケージを採用するデバイスの安全な最大ジ
ャンクション温度は、プラスチックのガラス転移温度により決
定され、約 150 °C です。この値を一時的に超えると、パッケー
ジからチップに加わるストレスの変化によりパラメータ性能が
シフトすることがあります。175°C のジャンクション温度を長
時間超えると、故障の原因になることがあります。
AD8051/AD8052/AD8054 は内部で短絡保護されていますが、最
大ジャンクション温度(150ºC)がすべての条件で超えないことを
保証するためには、これは十分ではあません。正常動作のため
には、最大消費電力ディレーティング・カーブに従う必要があ
ります。
AMBIENT TEMPERATURE (°C)
–550
2.0
1.5
1.0
0.5
5
MA
XIM
UM
PO
WE
R D
ISS
IPA
TIO
N (
W)
2.5
MSOP-8
SOIC-8
SOT-23-5
SOIC-14
TSSOP-14
–35 –15 15 35 55 75 95 115
01
06
2-0
06
図 6.AD8051/AD8052/AD8054の温度対最大消費電力
ESDの注意
ESD(静電放電)の影響を受けやすいデバイスで
す。電荷を帯びたデバイスや回路ボードは、検知さ
れないまま放電することがあります。本製品は当社
独自の特許技術である ESD保護回路を内蔵してはい
ますが、デバイスが高エネルギーの静電放電を被っ
た場合、損傷を生じる可能性があります。したがっ
て、性能劣化や機能低下を防止するため、ESDに対
する適切な予防措置を講じることをお勧めします。
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 10/23 -
代表的な性能特性
FREQUENCY (MHz)
3
2
–7
–1
–4
–5
–6
1
0
–3
–2
500
NO
RM
AL
IZE
D G
AIN
(d
B)
0.1 1 10 100
G = +10
RF = 2kΩ
G = +2
RF = 2kΩ
G = +5
RF = 2kΩG = +1
RF = 0
VS = 5V
GAIN AS SHOWN
RF AS SHOWN
RL = 2kΩ
VOUT = 0.2V p-p
01
06
2-0
07
図 7.AD8051/AD8052正規化ゲインの周波数特性、VS = 5 V
FREQUENCY (MHz)
3
2
–7
100
–1
–4
–5
–6
1
0
–3
–2
GA
IN (
dB
)
VS = +3V VS = +5V
VS = ±5V
VS AS SHOWN
G = +1
RL = 2kΩ
VOUT = 0.2V p-p
0.1 1 10 500
01
06
2-0
08
図 8.様々な電源での AD8051/AD8052ゲインの周波数特性
FREQUENCY (MHz)
3
2
–70.1 500100
–1
–4
–5
–6
1
0
–3
–2
–40°C
+25°C
+85°C
GA
IN (
dB
)
1 10
VS = 5V
G = +1
RL = 2kΩ
VOUT = 0.2V p-p
TEMPERATURE AS SHOWN
01
06
2-0
09
図 9.様々な温度での AD8051/AD8052 ゲインの周波数特性
1M
FREQUENCY (Hz)
3
0
–3
–6
–7100k
–5
–4
–2
–1
5
4
2
1
500M
NO
RM
AL
IZE
D G
AIN
(d
B)
10M 100M
G = +1RF = 0G = +2
RF = 2kΩ
G = +10RF = 2kΩ
G = +5RF = 2kΩ
VS = 5V
GAIN AS SHOWN
RF AS SHOWN
RL = 5kΩ
VOUT = 0.2V p-p
01
06
2-0
10
図 10.AD8054 正規化ゲインの周波数特性、VS = 5 V
+3V
+5V
±5V
+3V
+5V
6
2
–3
100k
5
4
3
1
0
–1
–2
–4
FREQUENCY (Hz)
500M
GA
IN (
dB
)G = +1
RL = 2kΩ
CL = 5pF
VOUT = 0.2V p-p
±5V
1M 10M 100M
01
06
2-0
11
図 11.様々な電源での AD8054 ゲインの周波数特性
4
0
–4
3
2
1
–1
–2
–3
–5100
FREQUENCY (MHz)
–40°C
+25°C
+85°C
GA
IN (
dB
)
500101
VS = 5V
RL = 2kΩ TO 2.5V
CL = 5pF
G = +1
VOUT = 0.2V p-p
01
06
2-0
12
図 12.様々な温度での AD8054 ゲインの周波数特性
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 11/23 -
FREQUENCY (MHz)
6.3
6.2
5.30.1 100
5.9
5.6
5.5
5.4
6.1
6.0
5.7
5.8
GA
IN F
LA
TN
ES
S (
dB
)
1 10
01
06
2-0
13
VS = 5V
G = +2
RL = 150Ω
RF = 806Ω
VOUT = 0.2V p-p
図 13.AD8051/AD8052の 0.1 dB ゲイン平坦性の周波数特性、G = +2
FREQUENCY (MHz)
9
8
–1
5
2
1
0
7
6
3
4
GA
IN (
dB
)
VS = +5V
VOUT = 2V p-p
VS AS SHOWN
G = +2
RF = 2kΩ
RL = 2kΩ
VOUT AS SHOWN
VS = ±5V
VOUT = 4V p-p
0.1 1 10 100 500
01
06
2-0
14
図 14.AD8051/AD8052の大信号周波数応答、G = +2
FREQUENCY (MHz)
80
70
–20
40
10
0
–10
60
50
20
30 0
–45
–90
–135
–180
GAIN
PHASE
OP
EN
-LO
OP
GA
IN (
dB
)
PH
AS
E M
AR
GIN
(D
eg
rees)
50° PHASEMARGIN
0.01 0.1 1 10 100 500
VS = 5V
RL = 2kΩ
01
06
2-0
15
図 15.AD8051/AD8052のオープン・ループ・ゲインと
位相の周波数特性
6.3
5.9
5.4
6.2
6.1
6.0
5.8
5.7
5.6
5.5
1 10010
FREQUENCY (MHz)
GA
IN F
LA
TN
ES
S (
dB
)
5.3
01
06
2-0
16
VS = 5V
RF = 200Ω
RL = 150Ω
G = +2
VOUT = 0.2V p-p
図 16.AD8054の 0.1 dB ゲイン平坦性の周波数特性
G = +2
FREQUENCY (MHz)
9
8
–1
5
2
1
0
7
6
3
4
GA
IN (
dB
)
0.1 1 10 100 500
01
06
2-0
17
VS = ±5V
VOUT = 4V p-p
VS AS SHOWN
G = +2
RF = 2kΩ
RL = 2kΩ
VOUT AS SHOWN
VS = +5V
VOUT = 2V p-p
図 17.AD8054 大信号周波数応答、G = +2
GAIN
PHASE
180
135
90
45
0
FREQUENCY (Hz)
80
70
–20
40
10
0
–10
60
50
20
30
OP
EN
-LO
OP
GA
IN (
dB
)
PH
AS
E M
AR
GIN
(D
eg
rees)
45° PHASEMARGIN
30k 100k 1M 10M 100M 500M
VS = 5V
RL = 2kΩ
CL = 5pF
01
06
2-0
18
図 18.AD8054のオープン・ループ・ゲインと
位相マージンの周波数特性
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 12/23 -
FUNDAMENTAL FREQUENCY (MHz)
–20
–30
–110
–70
–80
–90
–100
–50
–60
–40
TO
TA
L H
AR
MO
NIC
DIS
TO
RT
ION
(d
Bc)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
VOUT = 2V p-p VS = 3V, G = –1
RF = 2kΩ, RL = 100Ω
VS = 5V, G = +2
RF = 2kΩ, RL = 100Ω
VS = 5V, G = +1
RL = 100Ω
VS = 5V, G = +1
RL = 2kΩ
VS = 5V, G = +2
RF = 2kΩ, RL = 2kΩ
01
06
2-0
19
図 19.総合高調波歪み
OUTPUT VOLTAGE (V p-p)
0 5.04.5
–30
–40
–120
–80
–90
–100
–110
–60
–70
–50
–130
–140
WO
RS
T H
AR
MO
NIC
(d
Bc)
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
VS = 5V
RL = 2kΩ
G = +2
10MHz
5MHz
1MHz
01
06
2-0
20
図 20.出力電圧対ワースト・ケース高調波
0.05
0.00
–0.05
–0.10
–0.15
–0.20
–0.25
0.10
MODULATING RAMP LEVEL (IRE)
0.10
–0.06
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00–0.02
–0.04
NTSC SUBSCRIBER (3.58MHz)
DIF
FE
RE
NT
IAL
GA
IN E
RR
OR
(%
)D
IFF
ER
EN
TIA
LP
HA
SE
ER
RO
R (
Deg
rees)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
RL = 150Ω
RL = 1kΩ
RL = 150Ω
RL = 1kΩ
VS = 5V, G = +2
RF = 2kΩ, RL AS SHOWN
VS = 5V, G = +2
RF = 2kΩ, RL AS SHOWN
01
06
2-0
21
図 21.AD8051/AD8052の微分ゲイン誤差と微分位相誤差
1000
100
110 10M100
VO
LT
AG
E N
OIS
E (
nV
/√H
z)
1k 10k 100k 1M
10
FREQUENCY (Hz)
VS = 5V
01
06
2-0
22
図 22.入力換算電圧性ノイズの周波数特性
100
10
0.1
1
10 10M100
CU
RR
EN
T N
OIS
E (
pA
/√H
z)
1k 10k 100k 1M
FREQUENCY (Hz)
VS = 5V
01
06
2-0
23
図 23.入力電流ノイズの周波数特性
0.10
–0.10
0.05
0.00
–0.05
0.2
0.1
0.0
–0.1
–0.2
–0.3
0.3
MODULATING RAMP LEVEL (IRE)
NTSC SUBSCRIBER (3.58MHz)
DIF
FE
RE
NT
IAL
GA
IN E
RR
OR
(%
)D
IFF
ER
EN
TIA
LP
HA
SE
ER
RO
R (
Deg
rees)
RL = 150Ω
RL = 1kΩ
RL = 150Ω
RL = 1kΩ
VS = 5V, G = +2
RF = 2kΩ, RL AS SHOWN
VS = 5V, G = +2
RF = 2kΩ, RL AS SHOWN
1ST 2ND 3RD 4TH 5TH 6TH 7TH 8TH 9TH 10TH 11TH
1ST 2ND 3RD 4TH 5TH 6TH 7TH 8TH 9TH 10TH 11TH
01
06
2-0
24
図 24.AD8054の微分ゲイン誤差と微分位相誤差
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 13/23 -
FREQUENCY (MHz)
–10
–20
0.1 500100
–50
–80
–90
–100
–30
–40
–70
–60
CR
OS
ST
AL
K (
dB
)
1 10
01
06
2-0
25
VS = 5V
RF = 2kΩ
RL = 2kΩ
VOUT = 2V p-p
図 25.AD8052 クロストーク (出力→出力)の周波数特性
FREQUENCY (MHz)
0
–10
–100
–40
–70
–80
–90
–20
–30
–60
–50
CM
RR
(d
B)
VS = 5V
0.03 0.1 1 10 100 500
01
06
2-0
26
図 26.CMRRの周波数特性
FREQUENCY (MHz)
100.000
3.100
0.100
0.031
0.010
31.000
10.000
0.310
1.000
OU
TP
UT
RE
SIS
TA
NC
E (
Ω)
VS =5V
G = +1
0.1 1 10 100 500
01
06
2-0
27
図 27.クローズド・ループ出力抵抗の周波数特性
–10
–50
–100
–20
–30
–40
–60
–70
–80
–90
–110
FREQUENCY (MHz)
CR
OS
ST
AL
K (
dB
)
RL = 100Ω
RL = 1kΩ
VS = ±5V
RF = 1kΩ
RL = AS SHOWN
VOUT = 2V p-p
0.1 1 10 100 500
01
06
2-0
28
図 28.AD8054 クロストーク (出力→出力)の周波数特性
FREQUENCY (MHz)
20
–10
–30
–50
–70
10
0
–20
–40
–60
–80
–PSRR
+PSRRPS
RR
(d
B)
VS = 5V
0.01 0.1 1 10 100 500
01
06
2-0
29
図 29.PSRRの周波数特性
INPUT STEP (V p-p)
60
0
40
30
20
10
50
70
SE
TT
LIN
G T
IME
TO
0.1
% (
ns)
AD8051/AD8052
AD8054
0.5 1.0 1.5 2.0
VS = 5V
G = –1
RL = 2kΩ
01
06
2-0
30
図 30.ステップ入力対セトリング・タイム
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 14/23 -
LOAD CURRENT (mA)
1.0
0.3
0
0.9
0.4
0.2
0.1
0.7
0.5
0.8
0.6
OU
TP
UT
SA
TU
RA
TIO
N V
OL
TA
GE
(V
)
VS = 5V VOH = +85°C
VOH = +25°C
VOH = –40°C VOL = +85°C
VOL = +25°C
VOL = –40°C
80 85757065605550454035302520151050
01
06
2-0
31
図 31.AD8051/AD8052の負荷電流対出力飽和電圧
100
90
60
80
70OP
EN
-LO
OP
GA
IN (
dB
)
OUTPUT VOLTAGE (V)
RL = 2kΩ
RL = 150Ω
VS = 5V
0 5.04.54.03.53.02.52.01.51.00.5
01
06
2-0
32
図 32.出力電圧対オープン・ループ・ゲイン
LOAD CURRENT (mA)
1.000
0.500
0
0.875
0.750
0.250
0.125
0.625
0.375
OU
TP
UT
SA
TU
RA
TIO
N V
OL
TA
GE
(V
)
302724211815129630
+5V – VOH (+125°C)
+5V – VOH (+25°C)
+5V – VOH (–40°C)
VOL (+125°C)
VOL (+25°C)VOL (–40°C)
01
06
2-0
33
VS = 5V
図 33.AD8054の負荷電流対出力飽和電圧
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 15/23 -
1.5
VO
LT
S
VIN = 0.1V p-p
G = +1RL = 2kΩ
VS = 3V
20mV 20ns
01
06
2-0
34
図 34.100 mV ステップ応答、G = +1
2.5
2.6
2.4
VO
LT
S
VS = 5V
G = +1RL = 2kΩ
50mV 20ns
01
06
2-0
35
図 35.AD8051/AD8052の 200 mV ステップ応答
VS = 5 V、G = +1
VO
LT
S
3.5
2.5
1.5
0.5
4.5 VIN = 1V p-p
G = +2RL = 2kΩ
VS = 5V
500mV 20ns
01
06
2-0
36
図 36.大信号ステップ応答、VS = 5 V、G = +2
5.0
2.5
VO
LT
S
VS = 5V
G = –1RF = 2kΩ
RL = 2kΩ
1V 2µs
01
06
2-0
37
図 37.出力振幅、G = −1、RL = 2 kΩ
2.55
2.50
2.45
VO
LT
S
VS = 5V
G = +1RL = 2kΩ
50mV 40ns
01
06
2-0
38
図 38.AD8054の 100 mV ステップ応答
VS = 5 V、G = +1
4
3
2
1
–1
–2
–3
–4
VO
LT
S
VS = ±5V
G = +1RL = 2kΩ
20ns1V
01
06
2-0
39
図 39.大信号ステップ応答、 VS = ±5 V、G = +1
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 16/23 -
動作原理
回路説明
AD8051/AD8052/AD8054 は、アナログ・デバイセズ独自の
eXtra 高速コンプリメンタリ・バイポーラ (XFCB) プロセスで製
造されています。この製造プロセスは、2 GHz~4 GHz 領域で
同じ fTを持つ PNPトランジスタと NPN トランジスタが実現可
能です。この製造プロセスでは、ジャンクションで作るアイソ
レーションで発生する寄生素子とラッチアップの問題を解消で
きる、絶縁体によるアイソレーションを採用しています。これ
らにより、低電流で高周波動作かつ低歪みのアンプが可能にな
っています。このデザインは出力段での差動入力構造により帯
域幅とヘッドルームを大きくしています (図 40参照)。初段の出
力 (SIP ノードと SIN ノード)で必要とされる信号振幅も小さく
できることで、ジャンクション容量により生じる非直線電流の
影響を小さくして、歪み性能を向上させています。このデザイ
ンでは、5 V単電源で VOUT = 2 V p-p (ゲイン = +1) 、100 Ω負荷
の場合、1 MHzで−80 dBcの高調波歪みを実現しています。
デバイスの入力は、負電源レールの下側−0.2 V から正電源レー
ルの 1 V 以内までの電圧を扱うことができます。これらの電圧
を超えても位相反転は生じませんが、入力電圧が電源レールよ
り 0.5 V以上大きくなると、入力 ESD デバイスが導通し始めま
す。このオーバードライブ状態では、出力は電源レール電圧を
維持します。
AD8051/AD8052/AD8054 のレール to レール出力範囲は、コンプ
リメンタリ共通エミッタ出力段で実現されています。高い出力
駆動能力は、出力をプリドライブする全ての電流を、出力トラ
ンジスタ Q8 と Q36 のベースへ直接流しこむことで実現してい
ます。Q8 と Q36 のバイアスは、I8 と I5、および同相モード帰
還ループ (表示していない)から与えられています。この回路方
式により、AD8051/AD8052 では 45 mA、AD8054 では 30 mAの
出力電流を、電源レールから 0.5 V 以内の出力電圧でそれぞれ
駆動できるようになっています。
I10 R39
VEE
I2 I3Q25
Q51
R23 R27
I9
Q36
I5
VEE
C3
C9
I8
VCC
I11
I7R3R21R5
Q3
SIP SIN
C7
Q4
R15 R2
R26 Q50
Q22
Q21 Q27
Q7
Q8
Q23
Q31
Q39
Q13 Q1
Q24 Q47
Q11Q2
Q5
Q40
VOUT
VCC
VINP
VINN
VEE
01
06
2-0
45
図 40.AD8051/AD8052の簡略化した回路図
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 17/23 -
アプリケーション情報
オーバードライブからの回復
アンプのオーバードライブは、出力電圧範囲および/または入力
電圧範囲を超えたとき発生します。アンプは、このオーバード
ライブ状態から回復する必要があります。AD8051/AD8052/
AD8054 は、負のオーバードライブからは 60 ns 以内に、正のオ
ーバードライブからは 45 ns 以内にそれぞれ回復します(図 41参
照)。
VO
LT
S
VS = ±5V
G = +5RF = 2kΩ
RL = 2kΩ
V/DIV AS SHOWN 100ns
INPUT 1V/DIV
OUTPUT 2V/DIV0
10
62
-04
0
図 41.オーバードライブからの回復
容量負荷の駆動
AD8051/AD8052 をクローズド・ループ・ゲイン = +1、+VS = 5
V、負荷は 2 kΩ と 50 pF の並列接続とした場合について考えま
す。図 42 と図 43 に小信号時の周波数領域と時間領域の応答を
それぞれ示します。AD8051/AD8052/AD8054 の容量負荷を駆動
する能力は、小抵抗を負荷に直列に接続することで大きくでき
ます。 図 44 と図 45 に、各種の電圧ゲインにおける容量負荷の
駆動に対する直列抵抗の効果を示します。クローズド・ルー
プ・ゲインが増加すると、位相マージンが増えるため、大きな
コンデンサ負荷を接続してもピーキングが大きくなりません。
小さいクローズド・ループ・ゲインで直列抵抗を挿入した場合
にも同じ効果が得られます。大きな容量負荷では、アンプの周
波数応答は、直列抵抗と容量負荷によるロールオフで決まりま
す。
FREQUENCY (MHz)
8
6
4
2
0
–2
–4
–6
–8
–10
GA
IN (
dB
)
–120.1 5001001 10
01
06
2-0
41
VS = 5V
G = +1
RL = 2kΩ
CL = 50pF
VOUT = 200mV p-p
図 42.AD8051/AD8052のクローズド・ループ周波数応答
CL = 50 pF
2.60
2.55
2.50
2.45
2.40
VO
LT
S
VS = 5V
G = +1RL = 2kΩ
CL = 50pF
50mV 100ns
01
06
2-0
42
図 43.AD8051/AD8052の 200 mV ステップ応答
CL = 50 pF
10000
1000
1
CA
PA
CIT
IVE
LO
AD
(p
F)
100
10
ACL (V/V)
VS = 5V
≤ 30%OVERSHOOT
RS = 3Ω
RS = 0Ω
1 2 3 4 5 6
VOUT
CL
RS
RFRG
50Ω
VIN
100mVSTEP
01
06
2-0
43
図 44.AD8051/AD8052のクローズド・ループ・ゲイン対
容量負荷の駆動能力
1000
100
10
CA
PA
CIT
IVE
LO
AD
(p
F)
ACL (V/V)
1 2 3 4 5 6
VOUT
CL
RS
RFRG
50Ω
VIN
100mVSTEP
VS = 5V
≤ 30%OVERSHOOT
RS = 0Ω
RS = 10Ω
01
06
2-0
44
図 45.AD8054のクローズド・ループ・ゲイン対
容量負荷の駆動能力
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 18/23 -
レイアウト時の考慮事項
AD8051/AD8052/AD8054 の高速性能では、ボード・レイアウト
と部品の選定に十分な注意が必要です。適切な RF デザイン技
術と寄生の小さい部品の選択が不可欠です。
PCB には部品面の未使用部分すべてを覆うグラウンド・プレー
ンを設けて、インピーダンスを低くする必要があります。入力
ピンと出力ピンの近傍と下側のすべての層からグラウンド・プ
レーンを除去すると、寄生容量を小さくすることができます。
電源バイパスにはチップ・コンデンサを使う必要があります。
一端はグラウンド・プレーンに接続し、他端は各電源ピンから
3 mm以内に接続します。さらに、出力での高速で大きな信号変
化に電源電流を供給するため、大きな値 (4.7 µF~10 µF) のタン
タル電解コンデンサを並列に接続する必要がありますが、必ず
しも近づける必要はありません。
帰還抵抗を反転入力ピンのできるだけ近くに配置して、このノ
ードの寄生容量を小さくする必要があります。1 pF より小さい
反転入力の寄生容量でも高速性能に大きな影響が生じます。
25 mm 以上の長い信号パターンには、ストリップライン・デザ
イン技術を使用する必要があります。これらは 50 Ω または 75
Ω の特性インピーダンスでデザインし、各端で正しく終端する
必要があります。
アクティブ・フィルタ
高い周波数のアクティブ・フィルタほど、有効に動作させるた
めには広帯域のオペアンプを必要とします。低周波用オペアン
プでは、発生する位相シフトが大きすぎるため、アクティブ・
フィルタ性能が大きな影響を受けます。
図 46 に、3個の AD8054オペアンプを使用した 2 MHzバイ・ク
ワッド・バンドパス・フィルタの例を示します。このような回
路は、A/D 変換の前にアナログ信号のノイズ帯域幅を制限する
ために医用超音波システムで使用されます。
未使用のアンプ入力はグラウンドに接続しておく必要があるこ
とに注意してください。
12
1314
21 6
57 9
108
AD8054 AD8054
3
AD8054
R61kΩ
R42kΩ
R32kΩ R5
2kΩ
R22kΩ
R13kΩ
C150pF
C250pF
VIN
BAND-PASSFILTER OUTPUT
01
06
2-0
46
図 46.AD8054を使用した
2 MHzバイ・クワッド・バンドパス・フィルタ
この回路の周波数応答を図 47に示します。
FREQUENCY (Hz)
0
–10
–20
–30
–40
GA
IN (
dB
)
10k 100k 1M 10M 100M
01
06
2-0
47
図 47.2 MHzバンドパス・バイ・クワッド・フィルタの
周波数応答
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 19/23 -
A/D変換アプリケーションと D/A変換アプリケ
ーション
図 50 に、 AD8051 を AD9201 のドライバとして使用した、 10
ビット、20 MSPS、デュアル A/D コンバータの回路図を示しま
す。このコンバータは、通信システムで I 入力信号と Q 入力信号
を変換するようにデザインされています。このアプリケーショ
ンでは、I チャンネルのみが駆動されています。I チャンネルは、
SELECT (ピン 13)をハイ・レベルにしてイネーブルします。
AD8051 は両電源で動作し、ゲイン = +2 に設定されています。
入力信号は 50 Ω で終端され、出力は 2 V p-p であり、これは
AD9201 の最大入力範囲です。22 Ω の直列抵抗で最大電流を制
限しているため、ADCの歪みを小さくできます。
AD9201 は、各チャンネルに対して差動入力を持っています。
これらは、 A入力と B 入力と表示されています。各チャンネル
の B 入力は VREF (ピン 22)に接続され、これが 2.5 Vの正リフ
ァレンス電圧になっています。各 B 入力には簡単なローパス・
フィルタがあり、これによっても歪みを小さくできています。
オペアンプ出力は、2 個の並列コンデンサで INA-I (ピン 16) に
AC 結合され、高周波と低周波ともども良好な結合を提供して
います。1 kΩ の抵抗には INB-I に入力される VREF と信号が加
わり、INB-I に加えられるバイアス電圧を中心にして、INA-I は
正負に変化します。
サンプリング・クロックは 20 MSPS で動作し、A/D コンバータ
出力はデジタル・アナライザで解析されます。1 MHz と 9.5
MHz の 2 つ入力周波数が使用され、これはナイキスト周波数よ
り少し低くなっています。これらの信号はフィルタ処理されて
おり、高調波成分が最小になっています。
図 48 に、1 MHz アナログ入力の場合の ADCの FFT 応答を示し
ます。SFDR は 71.66 dB で、A/D コンバータは 8.8 ENOB(実効
ビット数)を出力します。アナログ周波数を 9.5 MHzに上げると、
SFDR が−60.18 dB に低下し、ADC は 8.46 ENOB で動作しまし
た (図 49参照)。
このことで、回路内に AD8051 を使用しても、AD9201 の歪み性
能の低下は無いことがわかります。
PART# 0
FCLK
FUND
VIN
THD
SNR
SINAD
ENOB
SFDR
2ND
3RD
4TH
5TH
6TH
7TH
8TH
9TH
FFTSIZE 8192
20.0MHz
998.5kHz
–0.51dB
–68.13
54.97
54.76
8.80
71.66
–74.53
–76.06
–76.35
–79.05
–80.36
–75.08
–88.12
–77.87
10
0
–10
–20
–30
–40
–50
–60
–70
–80
–90
–100
–110
–120
AM
PL
ITU
DE
(d
B)
FREQUENCY (MHz)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
FUND
2ND5TH 6TH
7TH8TH 9TH4TH3RD
01
06
2-0
49
図 48. 1 MHzで AD9201を AD8051から駆動した際の
FFT プロット
PART# 0
FCLK
FUND
VIN
THD
SNR
SINAD
ENOB
SFDR
2ND
3RD
4TH
5TH
6TH
7TH
8TH
9TH
FFTSIZE 8192
20.0MHz
9.5MHz
–0.44dB
–57.08
54.65
52.69
8.46
60.18
–60.18
–60.23
–82.01
–78.83
–81.28
–77.28
–84.54
–92.78
10
0
–10
–20
–30
–40
–50
–60
–70
–80
–90
–100
–110
–120
AM
PL
ITU
DE
(d
B)
FREQUENCY (MHz)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
FUND
2ND
5TH6TH7TH
8TH4TH
3RD
01
06
2-0
50
図 49. 9.5 MHzで AD9201を AD8051から駆動した際の
FFT プロット
AD8051
+5V
VREF
AVDD
SELECTINA-I10pF
CLOCKSLEEP
D9
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D0
DVDD
AVSS
REFSENSE
AD9201
DVSS
CHIP–SELECT
INB-I
REFT-I
REFB-I
REFB-Q
REFT-Q
INB-Q
INA-Q
D8
DATA OUT
10pF
–5V
10pF
10pF
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
10.1µF 10µF
+5V
+VDD
10µF0.1µF 0.1µF
0.1µF
10µF 0.1µF
10µF 0.1µF
10µF0.1µF 0.1µF
0.1µF
+5V
22Ω
22Ω
22Ω
22Ω
22Ω
1kΩ
1kΩ
0.33µF
0.01µF
1kΩ
10µF0.1µF
10µF0.1µF
50Ω
3
2
7
4
6
01
06
2-0
48
図 50.10ビット 20 MSPS A/Dコンバータ AD9201を AD8051から駆動
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 20/23 -
同期ストリッパ
別チャンネルで同期情報を伝送する必要をなくすために、ビデ
オ信号上に同期パルスを重畳して伝送することが良く行われて
います。しかし A/D 変換のような機能には、ビデオ信号上に同
期パルスがあることは望ましくありません。これらのパルスは
ビデオ信号のダイナミック・レンジを小さくし、このような機
能にとって有効な情報にはなりえません。
同期ストリッパはビデオ信号から同期パルスを除去し、有効な
すべてのビデオ情報を通過させます。図 51 に、AD8051 を 1 個
使用した実用的な単電源回路を示します。この回路は逆終端の
ビデオ・ラインを直接駆動することができます。
AD8051
0.1µF 10µF+
100Ω
TO A/D
3V OR 5V
VBLANK
GROUND
0.4V
VIDEO WITH SYNC
GROUND
VIDEO WITHOUT SYNC
R21kΩ
R11kΩ
VIN 3
2
7
4
6
0.8V
(OR 2 × VBLANK)
01
06
2-0
51
図 51.同期ストリッパ
ビデオ信号と同期信号が重畳したものが、適切に終端された非
反転入力に加えられます。アンプのゲインは帰還回路の 2 本の
1 kΩ 抵抗によって 2 に設定されています。入力信号の同期パル
スを適切なレベルで除去できるように、R1 にバイアス電圧を加
える必要があります。
入力ビデオ・パルスのブランキング・レベルが、同期情報が除
去されるべきレベルになります。このレベルをアンプで 2 倍に
します。同期を除去するためには、出力でこのレベルがグラウ
ンドになる必要があります。 R1 の入力から出力までのアン
プ・ゲインは−1 であるため、2 × VBLANK に等しい電圧を加えて、
ブランキング・レベルがグラウンドになるようにします。
単電源のコンポジット・ビデオ・ライン・ドラ
イバ
多くのコンポジット・ビデオ信号は、グラウンドがブランキン
グ・レベルで、正負電圧のビデオ情報を持っています。このよ
うな信号は両電源アンプが必要ですが、AC レベル・シフトを
使えば単電源アンプでもこれらの信号を処理できます。このよ
うな技術では次のような問題が生じます。
デューティ・サイクルが変化する、あるピーク to ピーク振幅の
信号では、AC 結合の後段でそのピーク to ピーク振幅より広い
ダイナミック振幅の能力が必要です。ワースト・ケースでは、
ダイナミック信号振幅がピーク to ピーク値の 2 倍に近づきます。
最大ダイナミック振幅条件を決定する 2 つの極端な条件のうち
1 つは、大部分の間ロー・レベルを維持して短い間だけハイ・
レベルになる、デューティ・サイクルのパーセント値が小さい
信号で、もう 1つの極端な条件はこれと反対の信号です。
コンポジット・ビデオのワースト・ケースは、これほど厳しい
ものではありません。1 つの極端な条件は、フレーム全体で黒
が続き、最小幅スパイクの白(フル振幅)がフレーム内に少なく
とも 1回発生する信号です。
他の極端な条件は、全体が白のビデオ信号です。このような信
号のブランキング間隔と同期情報は、コンポジット・ビデオ仕
様に準拠して立下がり方向に変化します。このような信号は、
水平ブランキング間隔と垂直ブランキング間隔の組み合わせに
より、最高(白)レベルが最大で約 75%の間を占めるように制限
されています。
デューティ・サイクルは上記の 2 つの極端な条件の間にあるた
め、1 V p-p のコンポジット・ビデオ信号は、ゲイン= 2 で増幅
された出力でのダイナミック電圧振幅として、約 3.2 V p-pにす
る必要があります。これは任意に変化するデューティ・サイク
ルを持つコンポジット・ビデオ信号を、歪みなしでオペアンプ
が通過させるために必要なことです。
回路によっては、同期を比較的一定なレベルに維持できる同期
クランプを使って、必要とされるダイナミック信号振幅を小さ
くすることが行われていますが、これらの回路では、非常に小
さい出力インピーダンスの信号源から駆動されないかぎり、同
期が圧縮されるような影響が生じます。 AD8051/AD8052/
AD8054 は 5 V 単電源で動作して、AC 結合のコンポジット・ビ
デオ信号を処理するために、十分な信号振幅を持っています。
図 52 の回路への入力は、グラウンドのブランキング・レベルを
持つ標準コンポジット(1 V p-p)ビデオ信号です。入力回路では、
AC 結合でビデオ信号をレベル・シフトしています。オペアン
プの非反転入力は、電源電圧の中点にバイアスされています。
帰還回路は、入力の DC バイアスにはユニティ・ゲインで動作
し、ビデオ帯域幅内のすべての信号にはゲイン= 2で動作します。
出力は AC 結合で、整合終端したうえでラインを駆動していま
す。
コンデンサ値は、チルトが最小になるように、すなわちビデオ
信号フィールドの時間歪みが最小となるように選択しました。
これらの値は、スタジオ品質または放送品質のビデオで必要と
されますが、低グレードのビデオ(コンスーマ・ビデオと呼ばれ
るもの)の場合には、画像品質低下を最小に維持したまま、コン
デンサの大きさとコストを 1/5 まで小さくすることができます。
AD8051
5V
+10µF
4.99kΩ
220µF
+1000µF
0.1µF
10kΩ
+
47µF
4.99kΩ0.1µF 10µF
+
COMPOSITEVIDEO
IN 3
2
7
4
6
RG1kΩ
RF1kΩ
RT75Ω
RL75Ω
VOUT
RBT75Ω
01
06
2-0
52
図 52.単電源コンポジット・ビデオ・ライン・ドライバ
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 21/23 -
外形寸法
CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS; INCH DIMENSIONS
(IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FOR
REFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN.
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-AB
06
06
06
-A
14 8
71
6.20 (0.2441)
5.80 (0.2283)
4.00 (0.1575)
3.80 (0.1496)
8.75 (0.3445)
8.55 (0.3366)
1.27 (0.0500)BSC
SEATINGPLANE
0.25 (0.0098)
0.10 (0.0039)
0.51 (0.0201)
0.31 (0.0122)
1.75 (0.0689)
1.35 (0.0531)
0.50 (0.0197)
0.25 (0.0098)
1.27 (0.0500)
0.40 (0.0157)0.25 (0.0098)
0.17 (0.0067)
COPLANARITY
0.10
8°
0°
45°
図 53.14ピン標準スモール・アウトライン・パッケージ[SOIC_N]
ナロー・ボディ(R-14)
寸法: mm (インチ)
PIN 1
1.60 BSC 2.80 BSC
1.90BSC
0.95 BSC
5
1 2 3
4
0.22
0.08
10°
5°
0°0.50
0.30
0.15 MAXSEATINGPLANE
1.45 MAX
1.30
1.15
0.90
2.90 BSC
0.60
0.45
0.30
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-178-AA
図 54.5ピン・スモール・アウトライン・トランジスタ・パッケージ[SOT-23]
(RJ-5)
寸法: mm
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 22/23 -
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA
0.80
0.60
0.40
8°
0°
4
8
1
5
PIN 1
0.65 BSC
SEATINGPLANE
0.38
0.22
1.10 MAX
3.20
3.00
2.80
COPLANARITY0.10
0.23
0.08
3.20
3.00
2.80
5.15
4.90
4.65
0.15
0.00
0.95
0.85
0.75
図 55.8ピン・ミニ・スモール・アウトライン・パッケージ[MSOP]
(RM-8)
寸法: mm
CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS; INCH DIMENSIONS
(IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FOR
REFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN.
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-AA
01
24
07
-A
0.25 (0.0098)
0.17 (0.0067)
1.27 (0.0500)
0.40 (0.0157)
0.50 (0.0196)
0.25 (0.0099)45°
8°
0°
1.75 (0.0688)
1.35 (0.0532)
SEATINGPLANE
0.25 (0.0098)
0.10 (0.0040)
41
8 5
5.00 (0.1968)
4.80 (0.1890)
4.00 (0.1574)
3.80 (0.1497)
1.27 (0.0500)BSC
6.20 (0.2441)
5.80 (0.2284)
0.51 (0.0201)
0.31 (0.0122)
COPLANARITY
0.10
図 56.8ピン標準スモール・アウトライン・パッケージ[SOIC_N]
ナロー・ボディ(R-8)
寸法: mm (インチ)
COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-153-AB-1 06
19
08
-A
8°
0°
4.50
4.40
4.30
14 8
71
6.40BSC
PIN 1
5.10
5.00
4.90
0.65 BSC
0.15
0.05 0.30
0.19
1.20MAX
1.05
1.00
0.800.20
0.090.75
0.60
0.45
COPLANARITY0.10
SEATINGPLANE
図 57.14ピン薄型シュリンク・スモール・アウトライン・パッケージ[TSSOP]
(RU-14)
寸法: mm
AD8051/AD8052/AD8054
Rev. J - 23/23 -
オーダー・ガイド
Model Temperature Range Package Description Package Option Branding
AD8051AR −40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N R-8
AD8051AR-REEL −40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N, 13" Tape and Reel R-8
AD8051AR-REEL7 −40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N, 7" Tape and Reel R-8
AD8051ARZ1 −40°C to +85°C 8-Lead SOIC_N R-8
AD8051ARZ-REEL1 −40°C to +85°C 8-Lead SOIC_N, 13" Tape and Reel R-8
AD8051ARZ-REEL71 −40°C to +85°C 8-Lead SOIC_N, 7" Tape and Reel R-8
AD8051ART-R2 −40°C to +85°C 5-Lead SOT-23, 7" Tape and Reel RJ-5 H2A
AD8051ART-REEL −40°C to +85°C 5-Lead SOT-23, 13" Tape and Reel RJ-5 H2A
AD8051ART-REEL7 −40°C to +85°C 5-Lead SOT-23, 7" Tape and Reel RJ-5 H2A
AD8051ARTZ-R21 −40°C to +85°C 5-Lead SOT-23, 7" Tape and Reel RJ-5 H06
AD8051ARTZ-REEL1 −40°C to +85°C 5-Lead SOT-23, 13" Tape and Reel RJ-5 H06
AD8051ARTZ-REEL71 −40°C to +85°C 5-Lead SOT-23, 7" Tape and Reel RJ-5 H06
AD8052AR −40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N R-8
AD8052AR-REEL −40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N, 13" Tape and Reel R-8
AD8052AR-REEL7 −40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N, 7" Tape and Reel R-8
AD8052ARZ1 −40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N R-8
AD8052ARZ-REEL1 −40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N, 13" Tape and Reel R-8
AD8052ARZ-REEL71 −40°C to +125°C 8-Lead SOIC_N, 7" Tape and Reel R-8
AD8052ARM −40°C to +125°C 8-Lead MSOP RM-8 H4A
AD8052ARM-REEL −40°C to +125°C 8-Lead MSOP, 13" Tape and Reel RM-8 H4A
AD8052ARM-REEL7 −40°C to +125°C 8-Lead MSOP, 7" Tape and Reel RM-8 H4A
AD8052ARMZ1 −40°C to +125°C 8-Lead MSOP RM-8 H4A#
AD8052ARMZ-REEL71 −40°C to +125°C 8-Lead MSOP, 7" Tape and Reel RM-8 H4A#
AD8054AR −40°C to +125°C 14-Lead SOIC_N R-14
AD8054AR-REEL −40°C to +125°C 14-Lead SOIC_N, 13" Tape and Reel R-14
AD8054AR-REEL7 −40°C to +125°C 14-Lead SOIC_N, 7" Tape and Reel R-14
AD8054ARZ1 −40°C to +125°C 14-Lead SOIC_N R-14
AD8054ARZ-REEL1 −40°C to +125°C 14-Lead SOIC_N, 13" Tape and Reel R-14
AD8054ARZ-REEL71 −40°C to +125°C 14-Lead SOIC_N, 7" Tape and Reel R-14
AD8054ARU −40°C to +125°C 14-Lead TSSOP RU-14
AD8054ARU-REEL −40°C to +125°C 14-Lead TSSOP, 13" Tape and Reel RU-14
AD8054ARU-REEL7 −40°C to +125°C 14-Lead TSSOP, 7" Tape and Reel RU-14
AD8054ARUZ1 −40°C to +125°C 14-Lead TSSOP RU-14
AD8054ARUZ-REEL1 −40°C to +125°C 14-Lead TSSOP, 13" Tape and Reel RU-14
AD8054ARUZ-REEL71 −40°C to +125°C 14-Lead TSSOP, 7" Tape and Reel RU-14
1 Z = RoHS準拠製品。#は鉛フリーを表し、上部または下部に表示。
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