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AD8367

器件型号:AD8367
器件类别:模拟器件
文件大小:607.36KB,共0页
厂商名称:AD [Analog Devices]
厂商官网:http://www.analog.com/
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器件描述

SPECIALTY ANALOG CIRCUIT,

专业模拟电路,

参数

AD8367功能数量 1
AD8367端子数量 14
AD8367最大工作温度 85 Cel
AD8367最小工作温度 -40 Cel
AD8367最大供电/工作电压 5.5 V
AD8367最小供电/工作电压 2.7 V
AD8367额定供电电压 5 V
AD8367加工封装描述 TSSOP-14
AD8367状态 ACTIVE
AD8367包装形状 RECTANGULAR
AD8367包装尺寸 SMALL OUTLINE, THIN PROFILE, SHRINK PITCH
AD8367表面贴装 Yes
AD8367端子形式 GULL WING
AD8367端子间距 0.6500 mm
AD8367端子涂层 TIN LEAD
AD8367端子位置 DUAL
AD8367包装材料 PLASTIC/EPOXY
AD8367温度等级 INDUSTRIAL
AD8367模拟IC其它类型 ANALOG CIRCUIT

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AD8367器件文档内容

a                                                                                      500 MHz, Linear-in-dB VGA
                                                                                               with AGC Detector
    FEATURES
    Broad Range Analog Variable Gain                                                                                                AD8367

       2.5 dB to +42.5 dB                                                                      FUNCTIONAL BLOCK DIAGRAM
    3 dB Cutoff Frequency of 500 MHz
    Gain Up and Gain Down Modes                                                                     VPSI                      VPSO  ENBL
    Linear-in-dB, Scaled 20 mV/dB
    Resistive Ground Referenced Input                                            ICOM  AD8367                                       BIAS        ICOM
                                                                                 INPT                                                           DECL
       Nominal ZIN  200                                                                            9-STAGE ATTENUATOR BY 5dB                    HPFL
    On-Chip Square-Law Detector                                                                                                                 VOUT
    Single-Supply Operation: 2.7 V to 5.5 V                                                 gm
                                                                                       CELLS
    APPLICATIONS
    Cellular Base Station                                                                           GAUSSIAN INTERPOLATOR            SQUARE
    Broadband Access                                                                                                                    LAW
    Power Amplifier Control Loops
    Complete, Linear IF AGC Amplifiers                                                                                              DETECTOR
    High-Speed Data I/O
                                                                                 ICOM

                                                                                                                                                OCOM

                                                                                                    MODE  GAIN                            DETO

GENERAL DESCRIPTION                                                              The analog gain-control interface is very simple to use. It is
The AD8367 is a high-performance 45 dB variable gain ampli-                      scaled at 20 mV/dB, and the control voltage, VGAIN, runs from
fier with linear-in-dB gain control for use from low frequencies                 50 mV at 2.5 dB to 950 mV at +42.5 dB. In the inverse-gain
up to several hundred megahertz. The range, flatness, and accu-                  mode of operation, selected by a simple pin-strap, the gain
racy of the gain response are achieved using Analog Devices'                     decreases from +42.5 dB at VGAIN = 50 mV to 2.5 dB at
X-AMP architecture, the most recent in a series of powerful                     VGAIN = 950 mV. This inverse mode is needed in AGC applications,
proprietary concepts for variable gain applications, which far                   which are supported by the integrated square-law detector,
surpasses what can be achieved using competing techniques.                       whose set point is chosen to level the output to 354 mV rms,
                                                                                 regardless of the waveshape. A single external capacitor sets up
The input is applied to a 200  resistive ladder network, having                  the loop averaging time.
nine sections each of 5 dB loss, for a total attenuation of 45 dB.
At maximum gain, the first tap is selected; at progressively lower               The AD8367 may be powered on or off by a voltage applied to
gains, the tap moves smoothly and continuously toward higher                     the ENBL pin. When this voltage is at a logic LO, the total power
attenuation values. The attenuator is followed by a 42.5 dB                      dissipation drops to the milliwatt range. For a logic HI, the chip
fixed gain feedback amplifier--essentially an operational ampli-                 powers-up rapidly to its normal quiescent current of 26 mA at
fier with a gain bandwidth product of 100 GHz--and is very                       25C. The AD8367 is available in a 14-lead TSSOP package for
linear, even at high frequencies. The output third order intercept is            the industrial temperature range of 40C to +85C.
+20 dBV at 100 MHz (+27 dBm re 200 ), measured at an
output level of 1 V p-p with VS = 5 V.

X-AMP is a registered trademark of Analog Devices, Inc.                         One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A.

REV. 0                                                                           Tel: 781/329-4700                                  www.analog.com

Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and           Fax: 781/326-8703         Analog Devices, Inc., 2001
reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its
use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that
may result from its use. No license is granted by implication or otherwise
under any patent or patent rights of Analog Devices.
AD8367SPECIFICATIONS (VS = 5 V, TA = 25C, System Impedance ZO = 200 , VMODE = 5 V, f = 10 MHz,
                                                                unless otherwise noted.)

Parameter                          Conditions                                  Min Typ Max Unit

OVERALL FUNCTION                   Pins INPT and ICOM                          LF             500 MHz
  Frequency Range                  To Avoid Input Overload                                45             dB
  GAIN Range                       From INPT to ICOM
                                                                               700                mV p-p
INPUT STAGE                        Pin GAIN
  Maximum Input                    VMODE = 5 V, 50 mV  VGAIN  950 mV           175 200 225
  Input Resistance                 VMODE = 0 V, 50 mV  VGAIN  950 mV
                                   100 mV  VGAIN  900 mV                       +20                mV/dB
GAIN CONTROL INTERFACE             VGAIN = 0.95 V                              20                mV/dB
  Scaling Factor                   VGAIN = 0.05 V                               0.2              dB
                                   From 0 dB to 30 dB                          +42.5              dB
  Gain Law Conformance             From 30 dB to 0 dB                          2.5               dB
  Maximum Gain                     VGAIN = 0.5 V                               300                ns
  Minimum Gain                     Pin VOUT                                    300                ns
  VGAIN Step Response              RL = 1 k                                    5                  MHz
                                   RL = 200
  Small Signal Bandwidth           Series Resistance of Output Buffer          4.3                V p-p

OUTPUT STAGE                       Pin DETO                                    3.5                V p-p
  Max Output Voltage Swing
                                   CAGC  100 pF, 6 dB Gain Step                50                 
  Output Source Resistance         Pins VPSI, VPSO, ICOM, and OCOM
  Output Centering Voltage1                                                    VS/2               V
                                   ENBL High, Maximum Gain, RL  200
SQUARE LAW DETECTOR                (Includes Load Current)                     354                mV rms
  Output Set Point                 ENBL Low
  AGC Small Signal Response Time   40C  TA  +85C                            1                  s
                                   Pin MODE
POWER INTERFACE                    Device in Negative Slope Mode of Operation  2.7            5.5 V
  Supply Voltage                   Device in Positive Slope Mode of Operation             26
  Total Supply Current                                                                        30  mA
                                   Pin ENBL
  Disable Current vs. Temperature                                              1.3 1.6 mA
                                   Time Delay Following LO to HI Transition               1.8 mA
MODE CONTROL INTERFACE             until Device Meets Full Specifications.
  Mode LO Threshold                ENBL at 5 V                                 1.2                V
  Mode HI Threshold                ENBL at 0 V
                                                                               1.4                V
ENABLE INTERFACE
  Enable Threshold                                                             2.5                V
  Enable Response Time
                                                                               1.5                s
  Enable Input Bias Current
                                                                               27                 A

                                                                               32                 nA

                                   2                                                                       REV. 0
                                                                                                                          AD8367

Parameter                        Conditions                                                                 Min  Typ Max  Unit

f = 70 MHz                       Maximum Gain                                                                    +42.5    dB
  Gain                           Minimum Gain                                                                    3.7     dB
                                                                                                                 19.9     mV/dB
  Gain Scaling Factor            Maximum Gain                                                                    5.6     dB
  Gain Intercept                 f1  70 MHz, f2  71 MHz, VGAIN  0.5 V                                            6.2      dB
  Noise Figure                                                                                                   27.5     dBm
  Output IP3                                                                                                     20.5     dBV rms
                                                                                                                 8.5      dBm
Output 1 dB Compression Point    VGAIN  0.5 V                                                                    1.5      dBV rms

f = 140 MHz                      Maximum Gain                                                                    +43.5    dB
  Gain                           Minimum Gain                                                                    3.6     dB
                                                                                                                 19.7     mV/dB
  Gain Scaling Factor            Maximum Gain                                                                    5.3     dB
  Gain Intercept                 f1  140 MHz, f2  141 MHz, VGAIN  0.5 V                                          7.4      dB
  Noise Figure                   VGAIN  0.5 V                                                                    24.5     dBm
  Output IP3                                                                                                     17.5     dBV rms
                                                                                                                 8.4      dBm
  Output 1 dB Compression Point                                                                                  1.4      dBV rms

f = 190 MHz                      Maximum Gain                                                                    +43.5    dB
  Gain                           Minimum Gain                                                                    3.8     dB
                                                                                                                 19.6     mV/dB
  Gain Scaling Factor            Maximum Gain                                                                    5.3     dB
  Gain Intercept                 f1  190 MHz, f2  191 MHz, VGAIN  0.5 V                                          7.5      dB
  Noise Figure                   VGAIN  0.5 V                                                                    23.9     dBm
  Output IP3                                                                                                     16.9     dBV rms
                                                                                                                 8.4      dBm
  Output 1 dB Compression Point                                                                                  1.4      dBV rms

f = 240 MHz                      Maximum Gain                                                                    +43      dB
  Gain                           Minimum Gain                                                                    4.1     dB
                                                                                                                 19.7     mV/dB
  Gain Scaling Factor            Maximum Gain                                                                    5.2     dB
  Gain Intercept                 f1  240 MHz, f2  241 MHz, VGAIN  0.5 V                                          7.6      dB
  Noise Figure                   VGAIN  0.5 V                                                                    24.6     dBm
  Output IP3                                                                                                     17.6     dBV rms
                                                                                                                 8.1      dBm
  Output 1 dB Compression Point                                                                                  1.1      dBV rms

NOTES
1The output dc centering voltage is normally set at VS2 and can be adjusted by applying a voltage to DECL.

Specifications subject to change without notice.

REV. 0                                         3
AD8367

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS*                                                                        PIN FUNCTION DESCRIPTIONS

Supply Voltage VPSO, VPSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5 V                    Pin Mnemonic   Description
                                                                                             1, 7, 14 ICOM
ENBL Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VS + 200 mV                                Signal Common. Connect to low
MODE Select Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VS + 200 mV                      2   ENBL       impedance ground.
VGAIN Control Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 V
Input Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600 mV           3   INPT       A HI activates the device.
Internal Power Dissipation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 mW
JA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150C/W       4   MODE       Signal Input. 200  to ground.
Maximum Junction Temperature . . . . . . . . . . . . . . . . 125C
Operating Temperature Range . . . . . . . . . . . 40C to +85C                             5   GAIN       Gain Direction Control. HI for Positive
Storage Temperature Range . . . . . . . . . . . . 65C to +150C                                           Slope; LO for Negative Slope.
Lead Temperature Range (Soldering 60 sec) . . . . . . . . 300C                              6   DETO
                                                                                                            Gain-Control Voltage Input
*Stresses above those listed under Absolute Maximum Ratings may cause perma-                 8   OCOM
nent damage to the device. This is a stress rating only; functional operation of the                       Detector Output. Provides output cur-
device at these or any other conditions above those indicated in the operational                           rent for RSSI function and AGC control.
section of this specification is not implied. Exposure to absolute maximum rating
conditions for extended periods may affect device reliability.                                             Power Common. Connect to low
                                                                                                            impedance ground.
                                                                                             9   DECL
                                                                                                            Decoupling Pin. Can Be Used to
        PIN CONFIGURATION                                                                    10  VOUT       Modify the Output Reference Level.

        ICOM 1            14 ICOM                                                            11  VPSO       Signal Output. Generally will be
                                                                                                            ac-coupled.
        ENBL 2            13 HPFL
                                                                                                            Positive Supply Voltage. 2.7 V to 5.5 V.
        INPT 3  AD8367    12 VPSI                                                                           VPSI and VPSO are tied together inter-
                                                                                                            nally with back-to-back PN junctions.
        MODE 4  TOP VIEW  11 VPSO                                                                           They should be tied together externally
                                                                                                            and properly bypassed.
        GAIN 5 (Not to Scale) 10 VOUT                                                        12  VPSI
                                                                                                            Positive Supply Voltage. 2.7 V to 5.5 V.
        DETO 6            9 DECL
                                                                                                            High-Pass Filter Connection. A capaci-
        ICOM 7            8 OCOM                                                             13  HPFL       tor to ground sets the corner frequency
                                                                                                            of the output offset control loop.

                                       ORDERING GUIDE

        Model                          Temperature Range                                         Package Description  Package Option
                                                                                                                      RU-14
        AD8367ARU                      40C to +85C                                            Tube, 14-Lead
        AD8367ARU-REEL-7               40C to +85C                                            7" Tape and Reel
        AD8367-EVAL                    40C to +85C                                            Evaluation Board
        AD8367ARU-REEL                 40C to +85C                                            13" Tape and Reel

CAUTION                                                                                                               WARNING!
ESD (electrostatic discharge) sensitive device. Electrostatic charges as high as 4000 V readily
accumulate on the human body and test equipment and can discharge without detection. Although                                            ESD SENSITIVE DEVICE
the AD8367 features proprietary ESD protection circuitry, permanent damage may occur on
devices subjected to high-energy electrostatic discharges. Therefore, proper ESD precautions are
recommended to avoid performance degradation or loss of functionality.

                                                                                        4                                           REV. 0
                                                                                 Typical Performance CharacteristicsAD8367

           50                                                                                                                   10
                                                                                                                                                                                                            +85 C
                                        1V
                                                                                                                                 9
           40                           0.9V                                                                                                                                                                +25 C

                                        0.8V                                                                                     8
                                                                                                                                                                                                            40 C
GAIN dB                                                        0.7V                       NOISE FIGURE dB
           30                                                                                                                    7

                                                                 0.6V                                                            6

                                                                 0.5V                                                            5
           20

                                                                 0.4V

                                                                 0.3V
           10

                                                                 0.2V

           0                            0.1V

           10                                     100                           1000                    4
                10                      FREQUENCY MHz                                                    70 90 110 130 150 170 190 210 230 250
                                                                                                                                           FREQUENCY MHz
           TPC 1. Gain vs. Frequency for Values of VGAIN
                                                                                            TPC 4. NF (re 200 ) vs. Frequency at Maximum Gain

           45                                                                                                                   60
                                                                                                                                50
           40                                                                                                                   40
                                                                                                                                30
           35                                                                                                                   20
                                                                                                                                10
           30                                                                               NOISE FIGURE dB
                                                                                                                                 0
GAIN dB  25       MODE  5V                                           MODE  0V                                                     0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
                                                                       10MHz                                                                                                VGAIN V
                    10MHz                                              70MHz
                                                                       140MHz                                                     TPC 5. NF (re 200 ) vs. VGAIN at 70 MHz
           20        70MHz                                             240MHz
                    140MHz

                                240MHz
           15

           10

           5

           0

           5
               0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

                                                      VGAIN V

           TPC 2. Gain vs. VGAIN (Mode LO and Mode HI)

           45                                                                    2.0                                            30                                                                                 37

           40                                                                    1.6                                                                       10MHz

           35                                                                    1.2                                            25                                                                                 32

                                                                                                                                                           70MHz

           30                                                                    0.8   LINEARITY ERROR dB                     20                                                                                 27  OIP3 dBm (re 200)
                                                                                                                OIP3 dBV rms
                                                                       40 C                                                                               140MHz

GAIN dB  25                                                                    0.4

           20                                                          +25 C     0                                              15                                                                                 22

                                                                       +85 C                                                                               240MHz

           15                                                                    0.4

           10                                                                    0.8                                           10                                                                                 17

           5                                                                     1.2                                           5                                                                                  12

           0                                                                     1.6

           5                                                                    2.0                                           0                                                                                  7

               0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0                                                                            0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

                                        VGAIN V                                                                                   VGAIN V

TPC 3. Gain Conformance at 70 MHz for T  40C,                                                                                      TPC 6. OIP3 vs. VGAIN
+25C, and +85C.

REV. 0                                                                                 5
AD8367

                                  30                                          37                                                                 0

                                  25                                          32                                                     10

                                                                                                                                     20

OIP3 dBV rms                    20                                          27  OIP3 dBm (re 200)
                                                                                                              OUTPUT IMD dBc
                                                                                                                                     30

                                  15                                          22                                                     40                                                                240MHz

                                                                                                                                                                                                        140MHz

                                  10                                          17                                                     50                                    70MHz

                                                                                                                                                                                                 10MHz
                                                                                                                                     60

                                  5                                           12

                                                                                                                                     70

                                  0                                           7                                                      80
                                                                                                                                           0
                                  10     100                           1000                                                                               0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
                                                                                                                                                                                        VGAIN V
                                         FREQUENCY MHz

                                  TPC 7. OIP3 vs. Frequency for VGAIN  500 mV          TPC 10. IMD3 vs. Gain (VOUT  1 V p-p Composite)

                                  4                                           11                                                                 4                                                              11

                                                          10MHz                   OUTPUT 1dB COMPRESSION dBm (re 200)                                                                                              OUTPUT 1dB COMPRESSION dBm (re 200)
                                                                                                               OUTPUT 1dB COMPRESSION dBV rms
OUTPUT 1dB COMPRESSION dBV rms                                       70MHz

                                  2                                           9                                                                  2                                                              9

                                                          140MHz

                                  0                                           7                                                                  0                                                              7

                                                          200MHz

                                  2                                          5                                                                  2                                                             5

                                  4                                          3                                                                  4                                                             3

                                  6                                          1                                                                  6                                                             1

                                  8                                          0                                                                  8                                                             1

                                      0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0                                                                      2.5  3.0  3.5  4.0     4.5                         5.0     5.5

                                         VGAIN V                                                                                                                  VS V

                                         TPC 8. Output P1dB vs. VGAIN                  TPC 11. Output Compression Point vs. Supply
                                                                                       Voltage at 70 MHz, VGAIN = 500 mV

                                   5                                       12                                                                    25                                                             32
                                   4                                       11
OUTPUT 1dB COMPRESSION dBV rms   3                                       10     OUTPUT 1dB COMPRESSION dBm (re 200)                          20                                                             27   OUTPUT IP3 dBm (re 200)
                                   2                                       9                                   OUTPUT IP3 dBV rms
                                   1                                       8                                                                     15                                                             22
                                   0                                       7
                                  1                                       6                                                                     10                                                             17
                                  2                                       5
                                  3                                       4                                                                     5                                                              12
                                  4                                       3
                                  5                                       2                                                                     0                                                              7
                                                                       1000
                                     10             100                                                                                          2.5      3.0  3.5  4.0     4.5                         5.0     5.5
                                         FREQUENCY MHz
                                                                                                                                                                    VS V

TPC 9. Output P1dB vs. Frequency at VGAIN  500 mV                                      TPC 12. Output Third Order Intercept vs. Supply
                                                                                       Voltage at 70 MHz, VGAIN = 500 mV

                                                                                  6                                                                                                                                REV. 0
                                                                                                                                                                                              AD8367

250                                                                     0                                                                                                       90

                                                                                                                                                      120                                     60

200                                                                     25

RESISTANCE 150                                                        47                                                                    150                                                 30
                                                                                                            SERIES REACTANCE
                                                                                                                                                               500mV 300mV

100                                                                     73                                                                                700mV

                                                                                                                                            180                                                        0

               50                                                       95

                                                                                                                                               210                                                 330

               0                                                        120

                   0  100             200       300           400       500

                                      FREQUENCY MHz

TPC 13. Input Resistance and Series Reactance vs.                                                                                                     240                                     300
Frequency at VGAIN = 500 mV

                                                                                                                                                                           270

                                           90                                                                                         TPC 16. Output Reflection Coefficient vs. Frequency
                                                                                                                                      from 10 MHz to 500 MHz for Multiple Values of VGAIN
                      120                                          60

                  150                                                   30                                                                 0.5           VGAIN
               180                                                                                                                         0.4           VOUT
                                                                             0                                                             0.3
                  210                                                                                                                      0.2                              TIME 200ns/div
                                 240                                                                                                  V V 0.1

                                                     300mV              330                                                                   0
                                                                                                                                          0.1
                                                       500mV                                                                              0.2
                                                                                                                                          0.3
                                                       700mV

                                                                   300

                                           270

TPC 14. Input Reflection Coefficient vs. Frequency                                                                                    TPC 17. VGA Time Domain Response (3 dB Step)
from 10 MHz to 500 MHz for Multiple Values of VGAIN

               70                                                       20                                                            25

               65                                                       15

                                                                                SERIES REACTANCE                                     20
                                                                                                           GAIN dB                            10nF

RESISTANCE    60                                                       10

               55                                                       5                                                             15
                                                                                                                                                           1nF
                                                                                                                                                                                    10pF
                                                                                                                                      10
               50                                                       0                                                                                           100pF

               45                                                       5                                                                  5

                                                                                                                                                                           NO CAP

               40     100             200       300           400          10                                                              0
                   0                                                    500                                                                 0.1       1    10              100      1000 10000 100000

                                      FREQUENCY MHz                                                                                                      FREQUENCY kHz

   TPC 15. Output Resistance and Series Reactance vs.                                                                                 TPC 18. Gain vs. Frequency for Multiple Values of
   Frequency at VGAIN  500 mV                                                                                                         HPFL Capacitor at VGAIN = 500 mV

REV. 0                                                                                                                           7
AD8367

          1.0                                                    2.0                                        0.8

          0.9                                                    1.5

          0.8                                    10MHz                                                                                                                       VAGC
                                                 70MHz 1.0                                                  0.7
               70MHz           140MHz            140MHz                 LINEARITY ERROR dB
                                                 240MHz 0.5                                           V V
          0.7

RSSI V  0.6                                                    0                                                            CAGC = 100pF

          0.5             240MHz                                 0.5                                       0.6                             VOUT

          0.4       10MHz                                        1.0

          0.3                                                    1.5

                                                                                                            0.5

          0.2                                                    2.0

          0.1                                                    2.5

          0    50        40     30     20    10              3.0                                      0.4      1E05          0      1E05                                  2E05
          60                                                    0                                           2E05           TIME sec

                          INPUT LEVEL dBV rms

TPC 19. AGC RSSI (Voltage on DETO Pin) vs. Input                                                   TPC 22. AGC Time Domain Response (3 dB Step)
Power at 10 MHz, 70 MHz, 140 MHz, and 240 MHz

          1.0                                                    2.0

          0.9                                           +25C     1.5
                                                        40C

          0.8                                           +85C 1.0

                               +85C +25C                                LINEARITY ERROR dB

          0.7                                                    0.5

RSSI V  0.6                                                    0

          0.5                                                    0.5

          0.4       40C                                         1.0

          0.3                                                    1.5

          0.2                                                    2.0

          0.1                                                    2.5

          0                                                       3.0
          60  50        40     30     20    10             0
                                                                                                   19.0097           19.7297  19.9097       20.0897                                20.2697

                          INPUT LEVEL dBV rms                                                                      GAIN SCALING mV/dB

TPC 20. AGC RSSI (Voltage on DETO Pin) vs. Input                                                            TPC 23. Gain Scaling Distribution at 70 MHz
Power over Temperature at 70 MHz

          1.0                                                    2.5

          0.9                                                    2.0

          0.8                                                    1.5

          0.7                                    WCDMA           1.0    LINEARITY ERROR dB

          0.6                             256QAM 64QAM 16QAM
                                                        SINE 0.5
RSSI V
          0.5                                                    0

          0.4                                                    0.5

                                                        IS95FWD

          0.3                                                    1.0

          0.2                                                    1.5

          0.1                                                    2.0

          0                                                     2.5
                                                              10
          60  50        40     30     20    10                                                        6.4 6.2 6.0 5.8 5.6 5.4 5.2 5.0 4.8
                                                                                                                                                INTERCEPT dB
                          INPUT LEVEL dBV rms
                                                                                                            TPC 24. Gain Intercept Distribution at 70 MHz
          TPC 21. AGC RSSI (Voltage on DETO Pin) vs. Input
          Power for Various Modulation Schemes

                                                                                              8                                                                                  REV. 0
                                                                                                                           AD8367

THEORY OF OPERATION                                                          44                                50dB/V            2.0
The AD8367 is a variable gain single-ended IF amplifier based                40
on Analog Devices' patented X-AMP architecture. It offers                    36     LO MODE                     GAIN             1.6
accurate gain control with a 45 dB span and a 3 dB bandwidth                 32                                SLOPE
of 500 MHz. It can be configured as a traditional VGA with                   28
50 dB/V gain scaling or as an AGC amplifier by using the built-              24                                                  1.2
in rms detector. Figure 1 is a simplified block diagram of the               20
amplifier. The main signal path consists of a voltage-controlled             16                                                  0.8
0 dB to 45 dB variable attenuator followed by a 42.5 dB fixed                12GAIN dB
gain amplifier. The AD8367 is designed to operate optimally in                                                                                                                           LINEARITY ERROR dB0.4
a 200  impedance system.                                                      8
                                                                              4                                                  0
                                                                              0
                                                                             4                                                  0.4

                                                                                 0                                               0.8

                                                                                                                                 1.2

                                                                                                                                                            1.6
                                                                                    HI MODE

                                                                                                                                                            2.0

                                  INTEGRATOR                                                                                     2.4

GAIN    GAIN INTERPOLATOR                          OUTPUT                           0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
                                                   BUFFER                                                           VGAIN V

      gm gm gm             gm                              VOUT              Figure 2. The gain function can be either an increas-
                                                                             ing or decreasing function of VGAIN depending on the
          0dB 5dB 10dB       45dB VOUT 42.5dB                            MODE pin.
        200
INPT                                                                    The gain is a decreasing function of VGAIN when the MODE pin
                                                                        is low. Figure 2 also illustrates this mode which is described by

        ATTENUATOR LADDER                                                    Gain (dB) = 45 - 50 VGAIN                                                                                                       (2)

               Figure 1. The Simplified Architecture                    This gain mode is required in AGC applications using the built-
                                                                        in square-law level detector.
Input Attenuator and Gain Control
The variable attenuator consists of a 200  single-ended resis-          Input and Output Interfaces
tive ladder comprising nine 5 dB sections and an interpolator           The AD8367 was designed to operate best in a 200  impedance
that selects the attenuation factor. Each tap point down the            system. Its gain range, conformance law, noise and distortion
ladder network further attenuates the input signal by a fixed           assume that 200  source and load impedances are used. Interfacing
decibel factor. Gain control is achieved by sensing different tap       the AD8367 to other common impedances (from 50  used at
points with variable transconductance stages. Based on the gain         radio frequencies to 1 k presented by data-converters) can be
control voltage, an interpolator selects which stage(s) are active.     accomplished using resistive or reactive passive networks, whose
For example, if only the first stage is active, the 0 dB tap point is   design depends on specific system requirements such as bandwidth,
sensed; if the last stage is active, the 45 dB tap point is sensed.     return loss, noise figure and absolute gain range.
Attenuation levels that fall between tap points are achieved by
having neighboring gm stages active simultaneously, creating a          The input impedance of the AD8367 is nominally 200 , deter-
weighted average of the discrete tap point attenuations. In this        mined by the resistive ladder network. This presents a 200  dc
way, a smooth, monotonic attenuation function is synthesized            resistance to ground, and in cases where an elevated signal poten-
that is linear-in-dB with a very precise scaling.                       tial is used, ac coupling is necessary. The input signal level must
                                                                        not exceed 700 mV p-p to avoid overloading the input stage. The
The gain of the AD8367 can be an increasing or decreasing               output impedance is determined by an internal 50  damping
function of the control voltage, VGAIN, depending on whether            resistor, as shown in the simplified schematic in Figure 3.
the MODE pin is pulled up to the positive supply or down to
ground. When the MODE pin is high, the gain increases with
VGAIN as shown in Figure 2. The ideal linear-in-dB scaled trans-
fer function is given by,

      Gain (dB) = 50 VGAIN - 5                           (1)                                            VB1          50  VOUT

where VGAIN is expressed in volts. Equation 1 contains the                                    FROM
gain scaling factor of 50 dB/V (20 mV/dB) and the gain intercept                    INTEGRATOR

of 5 dB which represents the extrapolated gain for VGAIN = 0 V.                                          VB2
The gain ranges from 2.5 dB to 42.5 dB for VGAIN ranging from
50 mV to 950 mV. The deviation from (1), that is, the gain                   Figure 3. A 50  Resistor is Added to the Output to
                                                                             Prevent Package Resonance
conformance error, is also illustrated in Figure 2. The ripples in

the error are a result of the interpolation action between tap points.
The AD8367 provides better than 0.5 dB of conformance error
over >40 dB gain range at 200 MHz and 1 dB at 400 MHz.

REV. 0                                                                  9
AD8367

Power and Voltage Metrics                                                                                          Output Centering
Although power is the traditional metric used in the analysis of                                                   The output level is centered midway between ground and the
cascaded systems, most active circuit blocks fundamentally                                                         supply if the DECL pin is left floating. Alternatively, the out-
respond to voltage. The relationship between power and voltage                                                     put level may be set by driving the DECL pin with the desired
is defined by the impedance level. When input and output imped-                                                    reference level. As shown in Figure 5, the loop acts to suppress
ance levels are the same, power gain and voltage gain are identical.                                               deviations from the reference at outputs below its corner
However, when impedance levels change between input and                                                            frequency while not affecting signals above it. The maximum
output, they differ. Thus, one must be very careful to use the                                                     corner frequency with no external capacitor is 500 kHz. The
appropriate gain for system chain analyses. Quantities such as                                                     corner frequency can be lowered arbitrarily by adding an exter-
OIP3 are quoted in dBV rms as well as dBm referenced to 200 .                                                      nal capacitor, CHP:
The dBV rms unit is defined as decibels relative to 1 V rms. In a
200  environment, the conversion from dBV rms to dBm requires                                                            f HP (kHz)  =          10   0.02                          (3)
the addition of 7 dB to the dBV rms value. For example, a                                                                               C HP (nF) +
+2 dBV rms level corresponds to +9 dBm.
                                                                                                                   A capacitor at pin DECL is recommended to decouple the
Noise and Distortion                                                                                               reference level to which the output is centered.
Since the AD8367 consists of a passive variable attenuator
followed by a fixed gain amplifier, the noise and distortion                                                                                                   MAIN
characteristics as a function of the gain voltage are easily pre-                                                                                          AMPLIFIER
dicted. The input-referred noise increases in proportion to the
attenuation level. Figure 4 shows noise figure, NF, as a func-                                                           FROM                                         VOUT
tion of VGAIN for the MODE pin pulled high. The minimum                                                                  INPUT
NF of 7.5 dB occurs at maximum gain and increases 1 dB for
every 1 dB reduction in gain. In receiver applications, the                                                                                            gm                    VMID
minimum NF should occur at the maximum gain where the                                                                                             HPFL
received signal presumably is weak. At higher levels, a lower                                                                           CHP                DECL       AV  1
gain is needed, and the increased NF becomes less important.

60            60                                                                                                      Figure 5. The dc output level is centered to mid
                                                                                                                      supply by a control loop whose corner frequency is
50            50                                                                                                      determined by CHP.

        NF                                                                                                         RMS Detection
                                                                                                                   The AD8367 contains a square-law detector that senses the output
40            40                                                                                                   signal and compares it to a calibrated set-point of 354 mV rms
                                                                                                                   which corresponds to a 1 V p-p sine wave. Any difference between
30            30                                                                                                   the output and set-point generates a current which is integrated by
                                                                                                                   an external capacitor, CAGC, connected from the DETO pin to
IIP3 dBV20  20                                                                                                   ground, to provide an AGC control voltage. There is also an
                                                                                                          NF dB  internal 5 pF capacitor on the DETO pin.
        IIP3
                                                                                                                   The resulting voltage is used as an AGC bias. For this appli-
10            10                                                                                                   cation, the MODE pin is pulled low and the DETO pin is
                                                                                                                   tied to the GAIN pin. The output signal level is then regu-
0             0                                                                                                    lated to 354 mV rms. The AGC bias represents a calibrated
                                                                                                                   rms measure of the received signal strength (RSSI). Since in
10           10                                                                                                  the AGC mode the output signal is forced to the 354 mV rms
                                                                                                                   set-point (9.02 dBV rms), Equation 2 can be recast to
20           20                                                                                                  express the strength of the received signal, VIN-RMS, in terms
                                                                                                                   of the AGC bias VDETO,
30                                                                                          30
     0  0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

                                        VGAIN V

Figure 4. Noise Figure and Input Third Order Inter-
cept vs. Gain (RSOURCE  200 )

The input-referred distortion varies in a similar manner to the                                                          VIN -RMS (dBV rms) = - 54.02 + 50 VDETO                 (4)
noise. Figure 4 illustrates how the third-order intercept point at
the input, IIP3, behaves as a function of VGAIN. The highest IIP3                                                  where 54.02 dBV rms  45 dB  9.02 dBV rms.
of 20 dBV rms (27 dBm re 200 ) occurs at minimum gain. The
IIP3 then decreases 1 dB for every 1 dB increase in gain. At lower                                                 For small changes in input signal level, VDETO responds with a
levels, a degraded IIP3 is acceptable. Overall, the dynamic range,                                                 characteristic single-pole time constant, AGC, which is propor-
represented by the difference between IIP3 and NF, remains
reasonably constant as a function of gain. The output distortion                                                   tional to CAGC,
and compression are essentially independent of the gain. At low
gains, when the input level is high, input overload may occur,                                                           AGC ( s) = 10 CAGC (nF)                                (5)
causing premature distortion.

                                                                                                                   where the internal 5 pF capacitor has been lumped with the
                                                                                                                   external capacitor to give CAGC.

                                                                                                                   10                                                            REV. 0
APPLICATIONS                                                                                                     AD8367
The AD8367 can be configured either as a variable-gain amplifier
whose gain is controlled externally through the GAIN pin or as an                                      1
AGC amplifier, using a supply voltage of 2.7 V to 5.5 V. The
supply to the VPSO and VPSI pins should be decoupled using a                  0.3333                                               3
low-inductance 0.1 F surface-mount ceramic capacitor, as close
to the device as possible. Additional supply decoupling may be                                         RSOURCE
provided by a small series resistor. A 10 nF capacitor from pin
DECL to OCOM is recommended to decouple the output refer-                                      0.3333  1                  3
ence voltage.                                                                                                                 ZIN
                                                                                                       SERIES L
Input and Output Matching                                                                                        SHUNT C
The AD8367 is designed to operate in a 200  impedance sys-
tem. The output amplifier is a low output impedance voltage                   0.3333                                              3
buffer with a 50  damping resistor to desensitize it from load
reactance and parasitics. The quoted performance includes the                                                              1
voltage division between the 50  resistor and the 200  load.
The AD8367 can be reactively matched to an impedance other                    fC  140MHz, ZIN  193.4  j46.3, ZLOAD  229  j8.8
than 200  using traditional step-up and step down matching                    RSOURCE  50, RLOAD  50
networks or high quality transformers. Table I lists the 50
S-parameters for the AD8367 at a VGAIN  750 mV.                                    XSIN
                                                                                  120nH
Figure 6 illustrates an example where the AD8367 is matched to
50  at 140 MHz. As shown in the Smith Chart, the input match-                     XPIN                 AD8367                       CAC XSOUT
ing network shifts the input impedance from ZIN to 50  with an                     5pF                                             0.1F 13pF
insertion loss of less than 2 dB over a 5 MHz bandwidth. For the   RSOURCE
output network, the 50  load is made to present 200  to the              50               ZIN  ZIN               ZOUT
AD8367 output. Table II provides the component values required
for 50  matching at several frequencies of interest.                      VS

In situations where added loss and noise can be tolerated, a                                                           ZLOAD           RLOAD
resistive pad can be used to provide broad-band near-matched                                                                            50
impedances at the device terminals and the terminations.                                                                       XPOUT
Minimum-loss L-pad networks are used on the evaluation board                                                                   150nH
(see Figure 19) to allow easy interfacing to standard 50  test
equipment. Each pad introduces an 11.5 dB power loss               Figure 6. Reactive Matching Example for f  140 MHz
(5.5 dB voltage loss).

             Table I. S-Parameters for 50  System for VS = 5 V, and VGAIN = 0.75 V

        Frequency (MHz) S11   S21                                             S12              S22

        10   0.640           8.5177                                         2 10-3153     0.0211
                              9.0168                                         5 10-4106     0.0254
        70   0.641.5        10.0152                                        9 10-480      0.0688
                              10.4138                                        9 10-4147     0.0983
        140  0.633.0        10.8125                                        1 10-3148     0.176

        190  0.633.7

        240  0.624.9

             Table II. Reactive Matching Components for a 50  System, RS = 50 , RLOAD = 50

        Frequency (MHz) XSIN  XPIN (pF)                                       XSOUT (pF)       XPOUT
                              120                                             180              1.8 H
        10   1.5 H

        70   220 nH           15                                              27               270 nH

        140  120 nH           7                                               13               150 nH

        190  82 nH            4                                               10               100 nH

        240  68 nH            3                                               7                82 nH

REV. 0                            11
AD8367

VGA Operation                                                         AGC Operation
The AD8367 is a general-purpose VGA suitable for use in a             The AD8367 may be used as an AGC amplifier as shown in
wide variety of applications where voltage-control of gain is         Figure 8. For this application, the accurate internal square-law
needed. While having a 500 MHz bandwidth, its use is not              detector is employed. The output of this detector is a current
limited to high frequency signal processing. Its accurate, tem-       that varies in polarity depending on whether the rms value of the
perature- and supply-stable linear-in-dB scaling will be valuable     output is greater or less than its internally-determined "set-point"
wherever it is important to have a more dependable response to        of 354 mV rms. This is 1 V p-p for sine-wave signals, but the peak
the control voltage than is usually offered by VGAs of this sort.     amplitude for other signals, such as Gaussian noise, or those carry-
For example, there is no preclusion to its use in speech-band-        ing complex modulation, will invariably be somewhat greater.
width systems.                                                        However, for all waveforms having a crest factor of less than 5,
                                                                      and when using a supply voltage of 4.5 V to 5.5 V, the rms value
Figure 7 shows the basic connections. The capacitor CHP at Pin        will be correctly measured and delivered at VOUT. When using
HPFL may be used to alter the high-pass corner frequency of           lower supplies, the rms value of VOUT is unaffected (the set-
the signal path, and is associated with the offset control loop that  point is determined by a band-gap reference) but the peak crest
eliminates the inherent variation in the internal dc balance of the   factor capacity is reduced.
signal path as the gain is varied ("offset ripple"). This frequency
should be chosen to be about a decade below the lowest frequency      The output of the detector is delivered to Pin DETO. The detector
component of the signal. If made much lower than necessary,           can source up to 60 A and can sink up to 11 A. For a sine-wave
the offset loop will not be able to track the variations that occur   output signal, and under conditions where the AGC loop is settled,
when there are rapid changes in VGAIN. The control of offset is       the detector output also takes the form of a sine-wave, but at twice
important even when the output is ac-coupled because of the poten-    the frequency and having a mean value of zero. If the input to the
tial reduction of the upper and lower voltage range at this pin.      amplifier increases the mean of this current also increases, and
                                                                      charges the external loop filter capacitor CAGC toward more positive
However, in many applications these components will be unnec-         voltages. Conversely, a reduction in VOUT below the set-point of
essary, since an internal network provides a default high-pass        354 mV rms causes this voltage to fall toward ground. The capacitor
corner of about 500 kHz. For CHP  1 nF, the modified corner           voltage is the AGC bias; this may be used as an RSSI (Received
is at ~10 kHz; it scales downward with increasing capacitance.        Signal Strength Indicator) output, and is scaled exactly as VGAIN,
TPC 18 shows representative response curves for the indicated         that is, 20 mV/dB.
component values.

                                         C1                   VP                                                     C1        R6         VP

                                   1F              R6   R5                                                     1F              4.7  R5
                                                        4.7                                                                         4.7
                                                   4.7                                  1 ICOM  ICOM 14                  C2
                                                          C3                            2 ENBL  HPFL 13                               C3
            1 ICOM  ICOM 14                  C2         0.1F                                                   CHP, 10nF 0.1F       0.1F
            2 ENBL  HPFL 13
                                   CHP, 0.1F 0.1F

VIN         3 INPT AD8367 VPSI 12                                         VIN           3 INPT AD8367 VPSI 12
     VGAIN
            4 MODE  VPSO 11 C4, 0.1F                                      VAGC          4 MODE  VPSO 11 C4, 0.1F
            5 GAIN                                                                CAGC  5 GAIN
                    VOUT 10        VOUT                                          0.1F           VOUT 10        VOUT

            6 DETO   DECL 9        C5                                                   6 DETO   DECL 9        C5
            7 ICOM  OCOM 8         10nF                                                 7 ICOM  OCOM 8         10nF

   Figure 7. Basic Connections for Voltage-Controlled                        Figure 8. Basic Connections for AGC Operation
   Gain Mode
                                                                      A valuable feature of using a square law detector is that the
Modulated Gain Mode                                                   RSSI voltage is a true reflection of signal power, and may be
The AD8367 may be used as a means of modulating the signal            converted to an absolute power measurement for any given
level. It should be kept in mind, however, that the gain is a         source impedance. The AD8367 may thus be employed as a
nonlinear (exponential) function of VGAIN; thus it is not suitable    true-power meter, or decibel-reading ac voltmeter, as distinct
for normal amplitude-modulation functions. The small-signal           from its basic amplifier function.
bandwidth of the gain interface is ~5 MHz and the slew-rate is
of the order of 500 dB/s. During gain slewing from close to         The AGC mode of operation requires that the correct gain direc-
minimum to maximum gain (or vice versa) the internal interpo-         tion is chosen. Specifically, the gain must fall as VAGC increases to
lation processes in an X-AMP-based VGA rapidly scan the full          restore the needed balance against the set-point. Therefore, the
range of gain values. The gain and offset ripple associated with      MODE pin must be pulled low. This accurate leveling function is
this process may cause transient disturbances in the output.          shown in Figure 9, where the rms output is held to within 0.1 dB
Therefore, it is inadvisable to use high-amplitude pulse drives       of the set point for >35 dB range of input levels.
with rise and fall times below 200 ns.
                                                                      The dynamics of this loop are controlled by CAGC acting in
                                                                      conjunction with an on-chip equivalent resistance RAGC of 10 k
                                                                      which form an effective time-constant TAGC  RAGC CAGC. The
                                                                      loop thus operates as a single-pole system with a loop bandwidth
                                                                      of 1/(2 TAGC). Because the gain control function is linear in
                                                                      decibels, this bandwidth is independent of absolute signal level.
                                                                      Figure 10 illustrates the loop dynamics for a 30 dB change in
                                                                      input signal level with CAGC  100 pF.

                                                                    12                                                            REV. 0
                      1.2                                                                                                              AD8367

                      1.3                                                                               In some cases, it may be found that, if driven into AGC over-
                                                                                                         load, the AD8367 will require unusually long times to recover;
                      1.4                                                                               that is, the voltage at DETO will remain at an abnormally high
                                                                                                         value and the gain will be at its lowest value. To avoid this situa-
POUT dBm (re 200)   1.5                                                                               tion, it is recommended that a clamp be placed on the DETO
                                                                                                         pin as shown in Figure 11.
                      1.6

                      1.7

                      1.8                                                                                                              1        AD8367  14

                                                                                                                                        2                13

                      1.9

                                                                                                               +VS                      3                12

                      2.0                                                                                                              4 MODE           11

                      2.1                                                                                     RB                 VAGC

                                                                                                                                        5 GAIN           10

                      2.2                                                                                     0.5V       Q1            6 DETO           9
                                                                                                                          2N2907

                            50     40      30  20                                10      0      10        RA

                                             PIN dBm (re 200)                                                                         7 ICOM           8

                                                                                                                          CAGC

Figure 9. Leveling Accuracy of the AGC Function                                                                           0.1F

                      1.0                                                                                      Figure 11. External Clamp to Prevent AGC Overload.
                                                                                                               The resistive divider network, RA and RB, should be
                                                                           VAGC                                designed such that the base of Q1 is driven to 0.5 V.
                      0.8

                      0.6                                                                                Modifying the AGC Set Point
                                                                                                         If an AGC set point other than the internal one is desired, an
VAGC V; VOUT arb  0.4                                                                                external detector may be used. Figure 12 depicts a method that uses
                                                                                                         an external true-rms detector and error integrator to operate the
                      0.2                                                                                AD8367 as a closed-loop AGC system with a user-settable
                                                                                                         operating level.
                                                                VOUT
                        0

                      0.2                                                                               The AD8361 (U2) produces a dc output level which is proportional
                                                                                                         to the rms value of its input, taken as a sample of the AD8367 (U1)
                      0.4                                                                               output. This dc voltage is compared to an externally-supplied set-
                                                                                                         point voltage, and the difference is integrated by the AD820 (U3)
                      0.6       5       10  15   20                             25       30     35  40  to form the gain control voltage which is applied to the GAIN
                            0                                                                            input of the AD8367 through the divider composed of R4 and R5.
                                                                                                         This divider is included in order to minimize overload recovery
                                                  TIME s                                               time of the loop by having the integrator saturate at a point that
                                                                                                         only slightly overdrives the gain control input of the AD8367. The
Figure 10. AGC Response to a 32 dB Step in Input                                                         scale factor at VAGC is influenced by the values of R4 and R5; for
Level (f  50 MHz)                                                                                        the values shown, the factor is 86 mV/dB. Note that in this circuit
                                                                                                         the AD8367's MODE pin must be pulled high to obtain correct
It is important to understand that RAGC does not act as if in shunt                                      feedback polarity because the integrator inverts the polarity of the
with CAGC. Rather, the error-correction process is that of a true                                        feedback signal.
integrator, to guarantee an output that is exactly equal in rms
                                                                                                         The relationship between set-point voltage and the rms output
amplitude to the specified set-point. For large changes in input                                         voltage of the AD8367 is as follows:

level, the integrating action of this loop will be most apparent.                                              VOUT -RMS  = VSET    (R1 + 225)                       (6)
The slew rate of VAGC is determined by the peak output current                                                                        225 7.5
from the detector and the capacitor. Thus, for a representative
value of CAGC  3 nF, this rate is about 20 V rms or 10 dB/s,
while the small-signal bandwidth is 1 kHz.

Most AGC loops incorporating a true error-integrating technique                                          where 225 is the input resistance of the AD8361 and 7.5 is its
have a common weakness. When driven from an increasingly                                                 conversion gain. For R1  200 , this reduces to VOUT RMS
larger signal, the AGC bias increases to reduce the gain. But                                            VSET  0.25.
eventually, the gain will fall to its minimum value, for which
further increase in this bias will have no effect on the gain. That                                      Capacitor C2 sets the averaging time for the rms detector. This
is, the voltage on the loop capacitor will be forced progressively                                       should be made long enough to provide sufficient smoothing of the
higher because the detector output is a current, and the AGC                                             detector's output in the presence of the modulation on the RF
bias is its integral. Consequently there will always be a precipi-                                       signal. A level fluctuation of less than 1 dB (<5% to 10%) p-p at the
tous increase in this bias voltage when the input to the AD8367                                          AD8361's output is a reasonable value. A considerably longer
exceeds that value which overdrives the detector, and because                                            time-constant will needlessly lower the AGC bandwidth, while a
the minimum gain is 2.5 dB, that will happen for all inputs                                             short time-constant can degrade the accuracy of the true-rms
+2.5 dB greater than the set-point of ~350 mV rms. If possible,                                          measurement process. Components C1, R2, and R3 set the control
the user should ensure that this limitation is preserved, prefer-                                        loop's bandwidth and stability. The maximum stable loop bandwidth
ably with a guard-band of 5 dB to 10 dB below overload.                                                  will be limited by the rms detector's averaging time constant as
                                                                                                         discussed above.

REV. 0                                                                                                   13
AD8367

                                                                                                                                                      10nF  5V                                     C2
                                                                                                                                           10nF                                                 0.27F
                                                                                                                                                            VOUT INTO A
                                                                                                                                                            200 LOAD

                                             1 ICOM                                       ICOM 14

                                  10nF       2 ENBL                                       HPFL 13        10nF

               RF INPUT                                                                 0.1F                                                         1 VPOS              SREF 8
                              R6
                                             3 INPT AD8367 VPSI 12
                            66
                                             4 MODE                                       VPSO 11                                               R1   2 IREF              VRMS 7
                                                                                                                                               200
                                                                                                                                                             AD8361
                                             5 GAIN                                       VOUT 10                                                    3 RFIN              FLTR 6

                                             6 DET0             DECL 9                             C5                                                4 PWDN              COMM 5
                                             7 ICOM            OCOM 8                              0.1F

                                                                                                                                                                 U2

                                                       U1                                                C1

                                  Vg                                                               AD820 3.3nF

                                     R5                                                   VAGC                                       R3        20pF                R2
                                  10k                                                                                                82k                         150k
                                                        R4                                                   42
                                                       33k                                           6 U3                                                                                               Vrms
                                                                                                                                                                                             12k
                                                                                                   0.1F 7 3                          VSET

                                                                                                                     5V

                                  Figure 12. Example of Using an External Detector to Form an AGC Loop

For an input signal consisting of a 4.096 MS/s QPSK modulated                                                                        20
carrier, the relationship between VSET and the output power for
this setup is shown in Figure 13. The exponential shape reflects                                                                     25
the linear-in-magnitude response of the AD8361. The adjacent
channel power ratio (ACPR) as a function of output power is                                                                          30
illustrated in Figure 14. The minima occur where the distortion
and integrated noise powers cross over.                                                                          ACPR dBc          35                                                        140MHz

The component values shown in Figure 12 were chosen for a                                                                            40
64-QAM signal at 500 kS/s at a carrier frequency of 150 MHz.                                                                                                                         380MHz
The response time of the loop as shown is roughly 5 ms for an
abrupt input level change of 40 dB. Figure 15 shows the dynamic                                                                      45
performance of the loop with a step-modulated CW signal applied
to the input for a VSET of about 1 V.                                                                                                50                                     10MHz

                                                                                                                                                                                                                70MHz
                                                                                                                                     55

                                                                                                                                     60
                                                                                                                                     20            15     10          5                  0              5          10

          4.0                                                                                                                                                POUT dBm Into 200

          3.5                                                                                                    Figure 14. ACPR versus Output Power for QPSK
                                                                                                                 Waveform (4.096 MS/s;   0.22; 1 User)

VSET V  3.0                                                                                                                        1.0
                                                                          10MHz
                                                                                                                                                                                                        Vg
          2.5                                                                                                                        0.5

                                                                                  380MHz
          2.0

          1.5                                                                                                                         0.0
                                                                                                                                     0.5
          1.0                                                                                                   Vg V; V OUT arb                              VOUT

          0.5

          0                                                                                                                          1.0

          20  15                10    5  0              5                             10

                                  POUT dBm Into 200

Figure 13. AGC Set-Point Voltage vs. Output Power                                                                                    1.5
(QPSK: 4.096 MS/s;   0.22; 1 User)
                                                                                                                                     2.0
                                                                                                                                            0  0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040
                                                                                                                                                                             TIME sec

                                                                                                             Figure 15. AGC Dynamic Response: 8367 AGC with
                                                                                                             an External Detector

                                                                                                   14                                                                                                                REV. 0
                                                                                                                                      AD8367

                                                     R7                                                            TP1
                                        SW2 10k                                                                         VP

                                                                                                C1          R6   R5
                                                                                                                 4.7
                                  TP3   LK1              AD8367                                 1F          4.7
                               MODE                                                                                C3
                                            CAGC         1 ICOM        ICOM   14                        C2       0.1F
                                 R2        0.1F          2 ENBL        HPFL             RHP, 0
                               174                       3 INPT         VPSI                        0.1F
                                                                              13
                 J1                TP4
                             GAIN                                                 CHP, 10nF
          INPUT                                                               12
                                   SW1
                         R1                              4 MODE VPSO 11
                     57.6

                                                         5 GAIN         VOUT 10                                             J2
                                                         6 DETO         DECL 9
                                                         7 ICOM        OCOM 8    C5                                             OUTPUT
                                                                                 10nF
                                                                                                    R4      C4   R3
                                                                                                                 57.6
                                                                                                174 0.1F

                                        Figure 16. Evaluation Board Schematic

Table III. Suggested Component Values For External AGC
Detector Circuit

                           Rate C1 C2 R2 R3
Modulation Type Sym/s F F k k

QPSK             1.23 M 0.0022 0.033 150 62

QPSK             4 M 0.0022 0.015 150 39

/4 DQPSK         24.3 K 0.033 0.68 150 51

64 QAM           100 K 0.015 1.5 150 51

64 QAM           500 K 0.0068 0.33 150 62

64 QAM           4 M 0.0022 0.068 150 100

Evaluation Board
Figure 16 shows the schematic of the AD8367 evaluation board.
The board is powered by a single supply of 2.7 V to 5.5 V. Table
IV details the various configuration options of the evaluation board.

                                                                                   Figure 18. Silkscreen of Component Side

                                                                       Characterization Setup and Methods
                                                                       Minimum-loss L-pad matching networks were used to interface
                                                                       standard 50  test equipment to the 200  input impedance during
                                                                       the characterization process. Using a 57.6  shunt resistor followed
                                                                       by a 174  series resistor provides a broadband match between the
                                                                       50  test equipment and the 200  device impedance as illustrated
                                                                       in Figure 19. The insertion loss of this network is 11.5 dB.

                                                                                                             AD8367

                                                                                                        174          174

                                                                                                    57.6                        57.6

                                                                                 Figure 19. Characterization Test Setup

        Figure 17. Layout of Component Side

REV. 0                                                                 15
AD8367                                Table IV. Evaluation Board Configuration Options           Default Condition
                                                                                                 Not Applicable
Component           Function                                                                     Not Applicable
TP1, TP2                                                                                         SW1  A
TP3, TP4            Supply and Ground Vector Pins
SW1                                                                                              SW2  B
                    Mode and Gain Vector Pins
SW2                                                                                              SW3  PWUP
                    VGA/AGC Select: Used to select VGA (position A) or AGC
LK1                 (position B) mode of operation. SW2 must be set for position A for           R1  57.6  (Size 0603)
R1, R2              AGC mode of operation.                                                       R2  174  (Size 0603)

R3, R4, C4          MODE Select: Used to select positive or negative VGA slope.                  R3  57.6  (Size 0603)
                    Set to position B for an increasing gain with VGAIN, position A for          R4  174  (Size 0603)
C1, C2, C3, R5, R6  decreasing gain law.                                                         C4  0.1 F (Size 0603)

C5                  Device Enable: When LK1 is installed, the ENBL pin is connected              C1  1 F (Size 0603)
CHPFL               to the positive supply and the AD8367 is in operating mode.                  R5  R6  4.7  (Size 0805)
CAGC                                                                                             C2  C3  0.1 F (Size 0603)
R7                  Input Interface: R1 and R2 are used to provide an L-pad impedance-
                    transforming network. The broadband matching network transforms              C5  10 nF (Size 0603)
                    a 50  source to match a 200  load with 11.5 dB of insertion loss.
                    Output Interface: R3 and R4 are used to transform a 50  load ter-            CHPFL  0.1 F (Size 0805)
                    mination to look like a 200  load with 11.5 dB of insertion loss.            RHP  0  (Size 0603)
                    The AC coupling capacitor, C4, can be increased to obtain a lower            CAGC = 0.1 F (Size 0805)
                    high-pass corner frequency.
                                                                                                 R7  10 k (Size 0805)
                    Power Supply Decoupling: The nominal supply decoupling consists
                    of a 1 F capacitor to ground, a 4.7  series resistor, and a 0.1 F
                    capacitor to ground. The same de-coupling network should be used on
                    both VPSI and VPSO supply lines.

                    Internal Supply Decoupling: Capacitor C5 provides mid-supply
                    decoupling.

                    Filter Capacitor: HPFL capacitor, sets the high pass corner frequency.

                    AGC Filter Capacitor: Capacitor, CAGC, sets closed loop AGC
                    response time.

                    Mode Pullup Resistor

                                                OUTLINE DIMENSIONS

                                             Dimensions shown in inches and (mm).

                                                      14-Lead (TSSOP)
                                                             (RU-14)

                                           0.201 (5.10)
                                           0.193 (4.90)

                                     14        8

                                        1          0.177 (4.50)
                                                   0.169 (4.30)
                     PIN 1
                    0.006 (0.15)                               0.256 (6.50)
                    0.002 (0.05)                               0.246 (6.25)

                                               7

                                           0.0433 (1.10)
                                                MAX

                    SEATING   0.0256 0.0118 (0.30)                      8          0.028 (0.70)
                       PLANE  (0.65) 0.0075 (0.19)  0.0079 (0.20) 0                0.020 (0.50)
                               BSC
                                                    0.0035 (0.090)

                                                    16                                         REV. 0
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