數(shù)字掃頻儀中衰減電路的設計
2.1 模擬乘法器
采用模擬乘法器AD834和固定增益放大器便可構成壓控增益放大器(VCA)。AD834是一款寬頻帶、四象限、高性能的模擬乘法器。輸入輸出均為差分方式,由于其輸出端的集電極開路差分電流結構,不僅可以有效地抑制由輸入端直接耦合到輸出端的直通分量,還可以保證電路有很寬的頻率響應。其頻率響應范圍為DC~500 MHz,乘方誤差小于5%,且工作穩(wěn)定,受溫度和電源電壓的影響小。因此,AD834非常適合應用于掃頻儀這種對輸出信號有很高要求的系統(tǒng)中。在固定增益放大器之前,模擬乘法器可作為電壓可控的衰減器。其電路圖如圖2所示。本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/179089.htm
AD834的輸入信號是可控的電壓,其輸出為集電極開路的差分電流。在這種情況下,運算放大器ADS009實現(xiàn)了電流到電壓的轉換,并且使用阻值均為511 Ω的反饋電阻R8和R9實現(xiàn)了增益范圍為-70 dB~+12 dB的電壓增益控制。當VG約等于0時,增益為-70 dB,當VG為1 V時,增益為12 dB。控制電壓VG可以是正的,也可以是負的,還可以是完全差分的。當VG為正電壓時,輸出信號與輸入信號同向,當VG為負電壓時,輸出信號與輸入信號信號反相。
如圖2所示,在掃頻儀衰減電路中,最好使用Y作為乘法器的信號輸入端,因為Y端口比X端口具有更好的線性。雖然AD834的輸入電路有20 kΩ,但每個輸入端仍有45 μA的偏置電流。在本設計中采用單端的輸入方式,如果信號源的內阻為50 Ω,輸入端便會產生1.125 mV的失調電壓。因此在Y2端口,加上一個大小和極性可調的直流電壓可有效地消除這一誤差。由于本設計中輸入方式均采用單端的輸入方式,因此采用遠離輸出端的Y1作為信號輸入端,以減小輸入端直接耦合到輸出端的直通分量。VG作為驅動源具有較差的高頻特性,因此在姍端串聯(lián)一個100 Ω的電阻R1可以減小信道上可能存在的噪聲。
AD834實現(xiàn)的衰減電路其計算過程為:輸入端X1和X2輸入的差分電壓與輸入端Y1和Y2的差分輸入電壓相乘,再與芯片內部所決定的1 V相乘,所得的結果再除乘法器內部的一個阻值為250 Ω的精密電阻,從而得到輸出電流,其公式表示為:
I是W1和W2的差分電流,X1、X2、Y1和Y2表示該輸入端的電壓值。因此,當差分輸入端均為1 V時,I為4 mA。AD8009的輸出電壓可以簡單地表示為:
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