基于微處理器的寬頻帶相位測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

　　2. 1. 1 信號調(diào)理電路

　　信號調(diào)理電路要完成對輸入信號的耦合、衰減、放大、電平調(diào)整等功能，系統(tǒng)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(shè)計(jì)中的兩路信號調(diào)理通道CH1 和CH2 具有完全相同的對稱結(jié)構(gòu)，且同時對輸入信號進(jìn)行信號調(diào)理。

　　2. 1. 2 頻率變換電路

　　模擬乘法器是一種完成兩個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性。因此，本設(shè)計(jì)選用了ADI 公司的AD834芯片作為系統(tǒng)的混頻器使用，利用AD834 將待測信號與ADuC7128 內(nèi)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 的兩個信號端口Y1、X2。選擇Y1、X2 作為單端輸入引腳是因?yàn)檫@兩個引腳離輸出端比較遠(yuǎn)，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(jù)設(shè)計(jì)需要，在AD834 后面接入一個具有高開環(huán)增益的運(yùn)算放大器OP-07，通過OP-7 和R7、R6 組成I /V 轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換時，需要一個頻率可調(diào)的信號源提供參考信號。以ARM7 為內(nèi)核開發(fā)的高性能微處理器ADuC7128 內(nèi)部集成了一個輸出頻率可達(dá)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(biāo)滿足了作為參考信號的要求。同時，ADuC7128 可通過內(nèi)部PLL 進(jìn)行時鐘倍頻，最高工作頻率可達(dá)41. 78 MHz，工作電壓在圖3ADuC7128控制電路3. 0 ～ 3. 6 V 范圍內(nèi)。ADuC7128 微處理器自身結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，能夠有效提高系統(tǒng)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