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便攜式功率分析儀設計----硬件設計(二)

作者: 時(shí)間:2013-06-18 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

此時(shí)AD8318的輸入輸出關(guān)系曲線(xiàn)的斜率為-50mV/dB,檢波輸出信號的幅度范圍是0.5V~2.5V(對應于輸入范圍:-60dBm~0dBm)。

3.3.3.2反向器電路根據前文所述可以看出,AD8318的輸入輸出關(guān)系曲線(xiàn)的斜率為-50mV/dB,隨著(zhù)輸入信號的增大,檢波輸出電壓值不斷減小。由于本設計采用的示波顯示方式,這樣的反比例關(guān)系不利于用戶(hù)的觀(guān)測,同時(shí)為了減小后級電路對檢波輸出可能造成的影響,所以在A(yíng)D8318之后加入一級運放,連接方式為反向跟隨模式。

由于在A(yíng)D8318之后的信號頻率較低(最高為60MHz左右),所以運放選用TSH11,TSH11的特點(diǎn)是輸入阻抗大,減小對前級的影響。運放與AD8318連接方法如下圖3-8所示:

3.3.4數據采集模塊

由圖3-5可見(jiàn),信號采集通道主要由信號調理通道、A/D采樣兩個(gè)部分組成,以下分別進(jìn)行介紹。

3.3.4.1信號調理通道

模擬通道是指信號經(jīng)過(guò)檢波之后而到達A/D轉換器之前的部分電路。模擬通道主要是對被測信號進(jìn)行交直流耦合、衰減、放大等,使進(jìn)入A/D轉換器之前的信號幅度處在一定的范圍之內,以滿(mǎn)足A/D轉換器對輸入模擬信號的要求。模擬通道的總體示意圖如圖3-9所示。

通道中的10倍衰減電路采用的是無(wú)源衰減網(wǎng)絡(luò ),也就是采用電阻分壓原理。這樣的電路在較低頻率時(shí)損耗很小,而在高頻時(shí)損耗大,需要加入RC補償電路,如圖3-13所示。由圖3-10可見(jiàn)衰減倍數為Vo/Vi=R2/R1+R2,當R1/R2=9時(shí),Vo/Vi=1/10也就是衰減10倍。圖中,C1,C2為補償電容,C2為可調電容,調節C2可使補償電路達到最佳補償(即滿(mǎn)足R1/R2=C2/C1)。

為了減小對前級的影響,,我們設計中在10倍無(wú)源衰減電路之后,加入了阻抗匹配電路,如下圖3-11所示。要求高輸入阻抗,低輸出阻抗,以確保信號傳輸過(guò)程中不發(fā)生失真現象。故電路前級采用場(chǎng)效應管,因為其為電壓元件,輸入阻抗很大。后半部分采用三極管共集電路接法,保證后級放大電路更好的工作。

由于我們在設計中,在A(yíng)/D前端加入了一級可變增益放大器,所以對放大電路的信號放大能力要求不高,如圖3-12所示。為了減小對前后級電路的相互影響,這里選用OPA695芯片,其設置為2倍放大時(shí)擁有1400MHz帶寬,8倍放大時(shí)450MHz帶寬以及低輸入電壓噪聲。能夠較好的起到信號隔離放大的作用。

主放大電路中,運放的電壓放大倍數為2.其中,C1為超前補償電容,以免放大電路發(fā)生自激震蕩。驅動(dòng)放大電路的主要功能是把單端輸入的信號變成差分輸出,并在輸入端加上四個(gè)鉗位二極管,使得輸入電壓范圍在-1.0~+1.0之間。在輸入端加上1V共模電壓,使最后進(jìn)入A/D轉換器的信號幅度在0V~2V的范圍內以滿(mǎn)足A/D轉換器的要求。驅動(dòng)放大電路原理圖如圖3-13所示。圖中,運算放大器的增益G計算,滿(mǎn)足如下公式:

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