AD630實(shí)現低成本鎖入放大器

　　本例中的電路采用Analog Devices公司的AD630平衡調制解調IC實(shí)現了一種簡(jiǎn)單的低成本鎖入放大器。該器件使用激光微調薄膜電阻，這帶來(lái)了很高的準確性和穩定性，并因此產(chǎn)生了一種靈活的換向體系結構。它可用于同步檢測等先進(jìn)的信號處理應用。如果知道信號的頻率與相位，那么即使存在振幅大得多的噪聲源，該放大器也能檢測出微弱的AC信號。

　　作為模擬放大器，AD630顯示了輸入電壓信號在某個(gè)狹窄頻帶內的分量，該頻帶圍繞基準信號的頻率。 AD630輸出端的低通濾波器使你能獲得關(guān)于微弱信號振幅的信息，它原本被無(wú)關(guān)的噪聲掩蓋了。當輸入電壓與基準電壓同相時(shí)，低通濾波器的輸出VOUT具有最大振幅。相反，如果輸入電壓與基準電壓正交，則輸出電壓在理想情況下將為0V。這樣，如果可獲得同相基準信號和正交基準信號，則兩個(gè)平衡解調器顯示同相輸出電壓為0?，正交輸出電壓為90?。你可以計算模移和相移，方法如下：

　　兩個(gè)AD630的增益為±2，并通過(guò)兩個(gè)相同的放大器 A1和A2接收放大的信號VIN。在IC1的7號引腳，出現一個(gè)與基準信號同相的雙極±5V平方信號。OA1把放大器電壓積分，這產(chǎn)生了一個(gè)三角波，IC2的比較器把它與VR2電壓做比較。

　　你可以使用不同方法來(lái)產(chǎn)生同相和正交基準信號。圖2描繪了一條全數字電路，你可在小型CPLD中實(shí)施該電路，來(lái)產(chǎn)生圖1中的0和90?基準信號。1號計數器以數字時(shí)鐘脈沖的數量N的形式來(lái)測量基準信號時(shí)間，其中的基準時(shí)間可能不同于50%。在基準信號的每個(gè)正前沿，該計數器在N1=1處收到一條預設命令。D型雙穩態(tài)多諧振蕩器IC1產(chǎn)生這類(lèi)脈沖。

　　圖1，OA1把雙極VA信號積分，并創(chuàng )建三角波。VR1和VR2獲得關(guān)于VA的90。相移基準電壓。

　　圖2，你可在小型CPLD中實(shí)現這條全數字電路。

　　當基準時(shí)間超過(guò)N/4整數值的大約四倍時(shí)，就會(huì )缺少最后的EQ信號。為了克服這個(gè)問(wèn)題，RST脈沖和EQ脈沖的“或”組合會(huì )在每個(gè)基準時(shí)間周期內產(chǎn)生四條幾乎等距的命令。N/4整數除法是邏輯右移N1的兩位，在最后的脈沖位置上產(chǎn)生最大誤差3。T型雙穩態(tài)多諧振蕩器IC3產(chǎn)生一個(gè)信號，頻率為基準信號的兩倍。這樣，準確度等于3/N1。

　　為使準確度至少能與AD630相比，1號計數器的N1輸出將為最高值。但是，如果你希望N1達到較高值，那么對于給定的數字時(shí)鐘頻率，位數的增加會(huì )使最大基準頻率下降。