寬帶阻抗測量儀的設(shè)計(jì)——信號檢測電路設(shè)計(jì)(一)
AD8302內(nèi)部單個對數(shù)放大器的轉(zhuǎn)換公式見式(4-1)。
V SLP稱為對數(shù)放大器的斜率,單位為mV/dB,在AD8302中,不經(jīng)外部反饋調(diào)整時30 SLP V = mV dB,V IN為輸入信號,V Z為器件內(nèi)部參考電壓。
INPA和INPB是兩路信號輸入引腳,其各自經(jīng)過對數(shù)放大器后,相加可以消掉式(4-1)中的參考電壓V Z,引腳VMAG的輸出電壓與輸入信號的關(guān)系見式(4-2)。
式中,V SLP與式(4-1)中的V SLP相同,為輸出電壓與增益的斜率,其值受引腳MSET的影響,當(dāng)引腳MSET懸空時,30 SLP V = mV dB,當(dāng)引腳不懸空時,V SLP的值將發(fā)生改變,如圖4-3所示。
圖4-3其中20K為引腳MSET的輸出阻抗。當(dāng)引腳不懸空時,V SLP的變化規(guī)律見式(4-3)。
式(4-2)中,V MAG是引腳VMAG的輸出電壓,最大值為1.8V,V INA和V INB分別是引腳INPA和INPB輸入信號的幅度,V CP為900mV,該值表示當(dāng)兩輸入信號功率相同時,增益電壓的中間值。
AD8302對輸入信號的增益檢測范圍為-30dB~+30dB,VMAG輸出為0V表示增益最小為-30dB,為1.8V表示增益最大為+30dB,該輸出電壓與信號增益的關(guān)系如圖4-4所示。
相位的檢測要求兩引腳信號的頻率相同,只有在頻率相同的情況下,相位檢測器才可利用乘法器鑒相原理使兩信號相乘,兩輸入信號的相位差信息存在于乘積信號的直流分量中,因此輸入信號中不能含有直流分量,故兩輸入引腳之前需要加隔直電容,則引腳VPHS輸出電壓與輸入信號的相位關(guān)系見式(4- 4)。
式中,V PHS表示引腳VPHS的輸出電壓,輸出電壓范圍為0V~1.8V;ΦINA和ΦINB表示兩輸入信號的相位;VΦ為引腳VPHS輸出電壓與相位差斜率,當(dāng)引腳PSET懸空時,VΦ=±10mV/度,當(dāng)接有電阻時,VΦ的值與式4-3中的V SLP類似,只是兩個引腳為VPHS和PSET,輸出斜率表達(dá)式見式(4-5)。
式(4-4)中的V CP與式(4-2)的V CP數(shù)值相同,只是其表示兩輸入信號相位差為90°時,輸出電壓為900mV,VPHS引腳輸出電壓與兩輸入信號的相位差關(guān)系如圖4-5所示。
由以上的分析可知,AD8302的兩輸入信號的幅度必須要保證在- 60dBm~0dBm(50系統(tǒng)),輸入信號過大可能損壞器件,過小則不能有效的檢測到兩輸入信號的增益和相位差,故需要對被測網(wǎng)絡(luò)的輸出信號和參考信號進(jìn)行信號調(diào)理。
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