基于微處理器的寬頻帶相位測量系統的設計與應用

　　2. 1. 1 信號調理電路

　　信號調理電路要完成對輸入信號的耦合、衰減、放大、電平調整等功能，系統有良好性能的前端模擬通道是進(jìn)行高精度測量所必須的［3］。本設計中的兩路信號調理通道CH1 和CH2 具有完全相同的對稱(chēng)結構，且同時(shí)對輸入信號進(jìn)行信號調理。

　　2. 1. 2 頻率變換電路

　　模擬乘法器是一種完成兩個(gè)模擬信號相乘的電子器件，由于乘法器與雙平衡混頻器相比具有更好的線(xiàn)性。因此，本設計選用了ADI 公司的AD834芯片作為系統的混頻器使用，利用AD834 將待測信號與ADuC7128 內部DDS 模塊產(chǎn)生的參考信號進(jìn)行混頻后，再將差頻信號以單端電壓信號的方式輸出。

　　頻率變換電路如圖2 所示，AD834 的引腳X1和Y2 均與地相連，將待測信號與參考信號分別以單端輸入的形式輸入到AD834 的兩個(gè)信號端口Y1、X2。選擇Y1、X2 作為單端輸入引腳是因為這兩個(gè)引腳離輸出端比較遠，選擇它們作為輸入可以減小輸入信號到輸出端的耦合分量。根據設計需要，在A(yíng)D834 后面接入一個(gè)具有高開(kāi)環(huán)增益的運算放大器OP-07，通過(guò)OP-7 和R7、R6 組成I /V 轉換電路，這樣就可以將乘法器的輸出信號由雙端差分電流形式轉化為單端電壓形式。

圖2 頻率變換電路

　　2. 1. 3 微處理器控制電路

　　在進(jìn)行頻率轉換時(shí)，需要一個(gè)頻率可調的信號源提供參考信號。以ARM7 為內核開(kāi)發(fā)的高性能微處理器ADuC7128 內部集成了一個(gè)輸出頻率可達到25 MHz 的DDS 模塊，信號的輸出電壓在1 V 左右。其技術(shù)指標滿(mǎn)足了作為參考信號的要求。同時(shí)，ADuC7128 可通過(guò)內部PLL 進(jìn)行時(shí)鐘倍頻，最高工作頻率可達41. 78 MHz，工作電壓在圖3ADuC7128控制電路3. 0 ～ 3. 6 V 范圍內。ADuC7128 微處理器自身結構緊湊、體積小，能夠有效提高系統的集成度和可靠性。ADuC7128 微處理器的控制電路，如圖3 所示。

圖3 ADuC7128 控制電路