用于檢測調(diào)諧回路的鑒相器分析設(shè)計(jì)

摘要：鑒相器在調(diào)諧回路的檢測中具有非常重要的作用。分析了二極管平衡鑒相器電路及其相應(yīng)取樣電路的工作原理。針對該電路的不足，提出了新的解決方案及元器件參數(shù)的設(shè)計(jì)方法。該方案以乘法器和低通濾波器為鑒相器的核心電路。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方案能方便地調(diào)節(jié)取樣信號的幅度，能精確地檢測出失諧電路的失諧狀態(tài)，并輸出相應(yīng)的電壓信號。
關(guān)鍵詞：鑒相器；調(diào)諧回路；乘法器；低通濾波器

0 引言
功率放大輸出網(wǎng)絡(luò)中的調(diào)諧回路是否處于準(zhǔn)確的諧振狀態(tài)，這對整個(gè)發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)將有很大的影響，輸出網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧不好，將嚴(yán)重影響整個(gè)機(jī)器的功率和效率。對于由電感L、電容C和電阻R串聯(lián)而成的電路而言，回路調(diào)諧是指回路呈純阻性，此時(shí)回路中任一點(diǎn)的電壓與流過此點(diǎn)的電流同相位。鑒相器能將兩個(gè)輸入信號的相位差變化轉(zhuǎn)化為輸出電壓的變化，可以實(shí)現(xiàn)鑒相的功能，因此可用鑒相器檢測調(diào)諧回路是否調(diào)諧。鑒相器按其使用類型可分為數(shù)字鑒相器和模擬鑒相器，通常使用的二極管平衡鑒相器即屬于模擬鑒相器，但此鑒相器在實(shí)際使用中存在一些不足，限制了它的使用。本文提出了以乘法器和低通濾波器為鑒相器核心的新的解決方案，有效解決了鑒相器的取樣信號幅度不易控制問題和鑒相器的鑒相特性不高問題。

1 二極管平衡鑒相器的工作原理及取樣電路
1．1 二極管平衡鑒相器的工作原理
二極管平衡鑒相器的原理如圖1所示。其工作原理如下：兩路電壓信號V1和V2頻率相同。由于信號V2在電路中的所處位置，使得加到二極管D1和D2中電壓信號分別為V2+0．5V1和V2-0．5V1，V1和V2的相位差在0°～180°范圍內(nèi)有等于90°、大于90°和小于90°三種情況。當(dāng)V1和V2的相位差為90°時(shí)，疊加到D1和D2中電壓信號的模相等，電路輸出電壓差為0 V；當(dāng)V1和V2的相位差大于和小于90°時(shí)，疊加到D1和D2中電壓信號的模不相等，此時(shí)電路輸出正的或負(fù)的電壓差。其中，電壓差的正負(fù)代表了調(diào)諧的方向，電壓差的大小代表了調(diào)整的距離。

1．2 鑒相器的取樣電路
由以上分析可知，從調(diào)諧回路中引出的兩路電壓信號的相位差必須成90°，這樣才能保證鑒相器在調(diào)諧時(shí)的靈敏度最高。為從調(diào)諧回路引出兩路電壓信號，通常采用以下方法，如圖2所示。