便攜式功率分析儀設(shè)計(jì)----硬件設(shè)計(jì)（二）

此時(shí)AD8318的輸入輸出關(guān)系曲線的斜率為-50mV/dB，檢波輸出信號(hào)的幅度范圍是0.5V～2.5V(對(duì)應(yīng)于輸入范圍：-60dBm～0dBm)。

3.3.3.2反向器電路根據(jù)前文所述可以看出，AD8318的輸入輸出關(guān)系曲線的斜率為-50mV/dB，隨著輸入信號(hào)功率的增大，檢波輸出電壓值不斷減小。由于本設(shè)計(jì)采用的示波顯示方式，這樣的反比例關(guān)系不利于用戶的觀測(cè)，同時(shí)為了減小后級(jí)電路對(duì)檢波輸出可能造成的影響，所以在AD8318之后加入一級(jí)運(yùn)放，連接方式為反向跟隨模式。

由于在AD8318之后的信號(hào)頻率較低(最高為60MHz左右)，所以運(yùn)放選用TSH11，TSH11的特點(diǎn)是輸入阻抗大，減小對(duì)前級(jí)的影響。運(yùn)放與AD8318連接方法如下圖3-8所示：

3.3.4數(shù)據(jù)采集模塊

由圖3-5可見，信號(hào)采集通道主要由信號(hào)調(diào)理通道、A/D采樣兩個(gè)部分組成，以下分別進(jìn)行介紹。

3.3.4.1信號(hào)調(diào)理通道

模擬通道是指信號(hào)經(jīng)過檢波之后而到達(dá)A/D轉(zhuǎn)換器之前的部分電路。模擬通道主要是對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行交直流耦合、衰減、放大等控制，使進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器之前的信號(hào)幅度處在一定的范圍之內(nèi)，以滿足A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入模擬信號(hào)的要求。模擬通道的總體示意圖如圖3-9所示。

通道中的10倍衰減電路采用的是無源衰減網(wǎng)絡(luò)，也就是采用電阻分壓原理。這樣的電路在較低頻率時(shí)損耗很小，而在高頻時(shí)損耗大，需要加入RC補(bǔ)償電路，如圖3-13所示。由圖3-10可見衰減倍數(shù)為Vo/Vi=R2/R1+R2，當(dāng)R1/R2=9時(shí)，Vo/Vi=1/10也就是衰減10倍。圖中，C1，C2為補(bǔ)償電容，C2為可調(diào)電容，調(diào)節(jié)C2可使補(bǔ)償電路達(dá)到最佳補(bǔ)償(即滿足R1/R2=C2/C1)。

為了減小對(duì)前級(jí)的影響，，我們?cè)O(shè)計(jì)中在10倍無源衰減電路之后，加入了阻抗匹配電路，如下圖3-11所示。要求高輸入阻抗，低輸出阻抗，以確保信號(hào)傳輸過程中不發(fā)生失真現(xiàn)象。故電路前級(jí)采用場(chǎng)效應(yīng)管，因?yàn)槠錇殡妷?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/控制">控制元件，輸入阻抗很大。后半部分采用三極管共集電路接法，保證后級(jí)放大電路更好的工作。

由于我們?cè)谠O(shè)計(jì)中，在A/D前端加入了一級(jí)可變?cè)鲆娣糯笃?，所以?duì)放大電路的信號(hào)放大能力要求不高，如圖3-12所示。為了減小對(duì)前后級(jí)電路的相互影響，這里選用OPA695芯片，其設(shè)置為2倍放大時(shí)擁有1400MHz帶寬，8倍放大時(shí)450MHz帶寬以及低輸入電壓噪聲。能夠較好的起到信號(hào)隔離放大的作用。

主放大電路中，運(yùn)放的電壓放大倍數(shù)為2.其中，C1為超前補(bǔ)償電容，以免放大電路發(fā)生自激震蕩。驅(qū)動(dòng)放大電路的主要功能是把單端輸入的信號(hào)變成差分輸出，并在輸入端加上四個(gè)鉗位二極管，使得輸入電壓范圍在-1.0～+1.0之間。在輸入端加上1V共模電壓，使最后進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)幅度在0V～2V的范圍內(nèi)以滿足A/D轉(zhuǎn)換器的要求。驅(qū)動(dòng)放大電路原理圖如圖3-13所示。圖中，運(yùn)算放大器的增益G計(jì)算，滿足如下公式：