AD604是AD公司出产的一种低噪声、高精度、双通道、可变增益扩大器。它具有增益的分贝数和增益操控电压成正比的特性，特别适合于超声仪器中的时刻增益补偿电路的运用。文中介绍了AD604的特色、结构和运用办法，并介绍了一种根据该芯片的超声衰减补偿的典型运用电路。
AD604是Analog Devices（AD公司）的产品。和同类产品比较，AD604具有超低噪声、高精度、增益接连可调，且增益的分贝（dB）数和增益的操控电压成正比的特色。而医用超声仪器的时刻增益操控（TGC）电路要求其增益与操控电压呈指数联系，也便是增益的分贝（dB）数和操控电压成线性联系。因而，在这方面， AD604是一个抱负的超声TGC扩大器，它能有用减小送入A／D转化器的信号动态规模。AD604的主要特色如下：
●具有超低的输入噪声，在最大增益时，其电压
和电流噪声别离为
●带宽为40MHz（－3dB）；
●具有两个独立的增益通道，而且增益的分贝（dB）数和增益操控电压成正比；
●每个通道的增益均可程控。在前置扩大14 dB时，增益可在0～＋48dB之间调整；而在前置扩大20dB时，增益在＋6～＋54dB之间可调；
●具有300kΩ输入电阻；
●可变增益规模为20～40dB／V；
●在温度和供电电压发生改变时，其增益十分安稳；
●可进行单端单极性增益操控；
●当增益超出最低端极限时，电源会主动断电；
●可直接驱动A／D转化器。
1 引脚功用
AD604选用24脚封装，并有DIP、SSOP和SOIC三种封装方式，其管脚摆放如图1所示。各引脚的功用阐明如下：
PAI1／PAI2：前置扩大器正输入；
PAO1／PAO2：前置扩大器输出；
FBK1／FBK2：前置扩大器反应端；
COM1／COM2：信号地；当其接正电源时，前置扩大器通道被封闭；
－DSX1／－DSX2：微分衰减器信号输入负端；
＋DSX1／＋DSX2：微分衰减器信号输入正端；
VGN1／VGN2：增益操控输入端以及电源封闭端。接地时，该衰减通道被封闭；不然跟着正电压的添加，增益将逐步添加；
VREF：两个通道的增益操控档。当其电压为＋2．5V时，增益为20dB／V，而当电压为＋1．67V时，增益为30dB／V；
VOCM：输出信号的共模信号操控端。用以确认这部分电路中直流信号的中值电压；
OUT1／OUT2：信号输出端；
VPOS／VNEG：接正／负电源；
GND1／GND2：接地端。
2 内部结构及作业原理
AD604是一个双通道可变增益扩大器。它的每一个通道都是由一个低噪声前置扩大器和一个可变增益扩大器（XAMP）组成。一起XAMP又由一个高精度受控微分衰减器、一个增益操控单元、一个固定增益反应扩大器及一个由分立元件R3、 R4组成的VOCM共模电压操控单元组成。其原理如图2所示。AD604的每一个通道都可供给一个规模为48dB的可变增益。
2．1前置扩大器
AD604的每一个通道都有一个高性能的前置扩大器，通过反应回路上的一个外部电阻可将扩大倍数操控在＋14dB～＋20dB。前置扩大器的内部电路如图3所示。其间R5、R6、R7是前置扩大器的增益操控电阻。详细增益的巨细可通过FBK1和PAO1之间的电阻来确认。
2．2微分梯形网络（衰减器）
前置扩大的输出可作为指数扩大器的微分输入以取得分贝线性的增益。这个衰减器是由一个7阶的R－1．5R梯形网络完成的。每一阶的衰减为6．908dB，因而最终总的衰减为48．356dB。
2．3增益操控
AD604的线性增益操控是通过VGN端完成的。用户可将自己需求的改变电压输入给VGN以取得一个改变的增益。VGN端的输入电阻是2MΩ。
为了习惯不同用户对增益的需求，AD604还供给了一个增益操控档。通过调理VREF的输入电压可以调理增益的层次：VREF电压从2．5～1． 25V别离对应20～40dB／V的增益档。关于20dB／V增益档，VGN的调理规模为0．2～1．2V；而关于40dB／V增益档，VGN的调理规模为0．4～2．4V。当时置扩大为14dB时，可以按以下公式来核算增益数：
2．4固定增益扩大器
这一级扩大实际上便是由一个运算扩大器组成的反应电路。反应扩大器输出中的一路可作为反应输入；另一路则作为微分器的输入（参见图2）。
这部分扩大器总的增益为：G总＝VOUT／VATTEN＝［（R1＋R2）／R2］gm1／gm2。其间，VOUT是输出电压，VATTEN是衰减器的读出信号，（R1＋R2）／R2＝42，gm1／gm2＝1．25。因而，总的增益为52．5（即34．4dB）。
3 AD604在医用超声设备中的运用
当医用超声仪器宣布的超声波在人体内传达时，其能量将被人体安排吸收。跟着勘探深度的添加，超声波的能量将逐步衰减。为了使不同深度安排界面的回波幅值相同，应将不同深度下的回波信号进行不同程度的衰减扩大，以完成声程补偿，也便是需求接收机的增益随扫描时刻的添加而添加，由于从较深部位声界面反射的回声信号的扩大倍数较大，而距换能器较近的反射信号，也便是在时刻上较早抵达的回波信号则扩大倍数较小。在超声波确诊类仪器中，一般运用TGC（Time Gain Compensation）深度时刻增益补偿电路，即用必定的电压曲线来操控扩大器的增益，以使得不同深度下的超声回波可以取得不同的扩大倍数，然后起到补偿效果。
图4所示是一个用AD604驱动AD9050（10－bit，40MSPS的ADC）的医用超声增益补偿电路。当AD7226 D／A转化器与其它微处理器接口时，应将读入的扩大倍数数字量转化为模拟量，然后把这个模拟量作为AD604的增益操控信号输入（即与其VGN端相连），然后完成增益的操控。通过AD604衰减补偿的信号，再通过滤波器及AD9631（低畸变、低噪声、高速运算扩大器）后即可成为ADC的有用输入。运算扩大器的输出和ADC的自偏输入在进行沟通耦合后，即可由AD9050 A／D转化器进行采样速率为40MSPS的模数转化。
该计划处理了医用超声软安排丈量过程中由声程导致的回波信号的非线性补偿问题。与传统的分立元件电路比较，该计划具有电路简略、TGC操控信号安稳牢靠以及调理灵敏等特色，能精确地补偿超声波在人体内的衰减，然后为操控系统完成高速数字化供给一个新的牢靠办法。
