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3.1信號調理電路
信號的調理可具體分為兩個(gè)方面：一是對噪聲干擾的有效抑制；二是對輸出信號功率進(jìn)行調理。
3.1.1低通濾波器
AD9858的內部沒(méi)有低通濾波器，因此經(jīng)過(guò)DAC輸出的掃頻信號不可避免的含有高頻噪聲，該噪聲可以分為兩大類(lèi)：一類(lèi)為DAC數模轉換所帶來(lái)的階梯波形分量及其高次諧波，另一類(lèi)為AD9858內部系統時(shí)鐘及其高次諧波。
故信號輸出端口需加低通濾波抑制高頻干擾。
濾波器可以分為有源和無(wú)源濾波器。有源濾波器的設計引入了有源元件—集成運算放大器，由于運算放大器具有近似理想的特性，且可以省去電感，因此可以得到接近理論預測的頻率響應特性，并能減小體積（特別是在低頻時(shí)，無(wú)源濾波器的電感量較大）。但由于受到運放帶寬的限制，有源濾波器一般僅限于幾百kHz以?xún)鹊念l帶。
無(wú)源濾波器采用分立元件進(jìn)行設計[23]，其頻率范圍比較寬，因此一般用于高頻設計。由于A(yíng)D9858的內部時(shí)鐘為800MHz，輸出信號的最高頻率為
300MHz，因此在圖3-2中的兩個(gè)濾波器需要設計成無(wú)源低通濾波器。
低通濾波器可以分為巴特沃什濾波、切比雪夫濾波、貝賽爾濾波和橢圓濾波等。對各種濾波器的幅頻特性的比較如圖3-3所示。
巴特沃什低通濾波器的通帶和阻帶都是平坦的，但是其過(guò)渡帶太過(guò)平緩；切比雪夫低通濾波器的通帶是等波紋抖動(dòng)的，阻帶是平坦的，過(guò)渡帶巴特沃什稍陡；貝賽爾低通濾波器和切比雪夫低通剛好相反，通帶平坦，阻帶是等波紋抖動(dòng)的；橢圓低通濾波器的通帶和阻帶都是抖動(dòng)的，但是其過(guò)渡帶下降迅速，過(guò)渡帶很窄。
在本系統中，為了使輸出信號頻率最高300MHz時(shí)能夠最低程度的降低AD9858內部系統時(shí)鐘800MHz的干擾，采用了具有較窄過(guò)渡帶特性的橢圓濾波器，并采用三級橢圓低通濾波。根據系統要求輸出信號的頻率可達300MHz，設定其通帶為350MHz，且三級濾波具有下降速度更快的過(guò)渡帶，可以有效的濾除400MHz以上的高頻干擾。在圖3-2中的兩個(gè)濾波器都為低通濾波器，其設計可完全相同，但二者的功能是有所區別的：LPF1用于濾除AD9858的內部輸出高頻噪聲，LPF2是為了盡可能的減少多個(gè)不同器件所帶來(lái)的內部高頻噪聲對輸出信號的影響?？紤]到實(shí)際的橢圓濾波器的設計與理論分析是有所不同的，在本次設計中采用理論分析與測量濾波器的實(shí)際頻譜特性相結合的方法，在實(shí)際的調試中逐漸改變?yōu)V波器的元件值，以使頻譜特性達到最佳。
首先，按照低通橢圓濾波器的理論設計方法，采用查歸一化濾波器表的方法設計出原始的三級橢圓低通濾波器，初步確定元件值。如圖3-4所示為理論設計的橢圓低通濾波器。
其次，對理論濾波器進(jìn)行改進(jìn)。由于電阻、電容和電感元件的特性并不是理想的，這一點(diǎn)在高頻中尤其突出，所以需要改進(jìn)。在實(shí)際中，制作PCB實(shí)驗板并把濾波器焊接好，用頻率特性測試儀對焊接好的濾波器進(jìn)行測量，如果幅頻特性不好，則調整電容的值，再次測量濾波器的幅頻特性，如此反復，直到該濾波器的特性滿(mǎn)足要求為止。經(jīng)過(guò)實(shí)驗調整，該三級橢圓低通濾波器的電路參數及特性曲線(xiàn)如圖3-5所示。
3.1.2功率控制電路
如果要求掃頻信號源輸出信號的功率可調范圍大于A(yíng)D9858的輸出信號的功率范圍，則需要對輸出信號的功率進(jìn)行調理。本系統采用可控增益放大器對信號功率進(jìn)行調理。
如圖3-2所示，在可控增益放大器AD8369 [24]的后面加有固定寬帶運放AD8009和射頻功放RF2317，這主要是為了進(jìn)一步增加信號的功率，使其達到更高的功率范圍，其中AD8009還有把差分信號轉換為單端信號的作用。
AD8369為數字可控增益放大器，其可調節的放大范圍為45dB，步長(cháng)為3dB，可以對輸出信號功率進(jìn)行調節。
AD8369的帶寬為600MHz，差分輸入輸出，數據接口為4位并行或3端串行，差分輸入輸出電阻為200，單端口到地等效電阻為100，數字控制的增益倍數與AD8369的外圍電路有關(guān)。在本系統中，該數字可控增益放大器的輸入端口為濾波器LPF1的輸出信號，為了與AD8369相匹配，在濾波器的輸出端跨接一個(gè)100的電阻，這100的電阻作為AD8369的輸入阻抗；AD8369的輸出端口為由寬帶運放AD8009組成的差分變單端信號的轉換電路，整個(gè)電路的設計如圖3-6所示。
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