便攜式信號(hào)發(fā)生與檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)
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值得注意的是AD9851芯片內(nèi)部并不具備低通濾波器，為了得到較純凈的信號(hào)，需要在AD9851模塊后設(shè)計(jì)低通濾波電路。在濾波電路的設(shè)計(jì)中有兩種設(shè)計(jì)方案，一種是由運(yùn)算放大器構(gòu)成有源濾波器，另一種是由電感、電容組成的無(wú)源濾波器。由于AD9851輸出的信號(hào)頻率最大穩(wěn)定值是70 MHz，所以濾波器的截止頻率應(yīng)在70 MHz以上，那么由于運(yùn)放放大器的帶寬限制在高頻領(lǐng)域內(nèi)大都會(huì)采用LC濾波電路，相對(duì)而言LC
濾波電路設(shè)計(jì)時(shí)參數(shù)計(jì)算較難且不易調(diào)試。在設(shè)計(jì)時(shí)采用了LC電路的輔助設(shè)計(jì)軟件Filter Solutions 10．0幫助設(shè)計(jì)，節(jié)省了設(shè)計(jì)的時(shí)間和工作量。
2 便攜式信號(hào)檢測(cè)裝置
信號(hào)測(cè)量裝置實(shí)質(zhì)上可以看成是示波器的功能簡(jiǎn)單化設(shè)計(jì)，雖然其功能上無(wú)法與實(shí)驗(yàn)室示波器相提并論，但是仍然具備示波器基本的在測(cè)量中常用的功能，如波形顯示、頻率值、幅度值等。系統(tǒng)采用的是目前流行的STM32核心處理器。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/192875.htm
信號(hào)檢測(cè)工作電路如圖2所示。被測(cè)信號(hào)通過(guò)探頭進(jìn)入檢測(cè)裝置，為保證系統(tǒng)具有較寬的測(cè)量范圍，所以首先要對(duì)信號(hào)進(jìn)行固定倍數(shù)的衰減處理，后經(jīng)阻抗匹配使系統(tǒng)具有良好的吸入信號(hào)能力最大限度不失真信號(hào)，然后是濾波電路，這里采用的是由LC組成的低通濾波電路其設(shè)計(jì)過(guò)程與信號(hào)發(fā)生裝置類似。信號(hào)由此分為兩路，一路進(jìn)入程控放大器，使信號(hào)在進(jìn)入A／D轉(zhuǎn)換電路前對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理，使信號(hào)在A／D轉(zhuǎn)換電路的最佳輸入范圍內(nèi)，最大限度的降低A／D轉(zhuǎn)換電路的滿量程等誤差，通過(guò)A／D轉(zhuǎn)換電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)被STM32處理器采樣。另外一路則進(jìn)入波形轉(zhuǎn)換電路，其作用是將正弦波等轉(zhuǎn)換為規(guī)則的方波信號(hào)，進(jìn)入STM32處理器，以方便STM32內(nèi)部計(jì)數(shù)器工作，計(jì)算信號(hào)的頻率。以下是主要電路模塊介紹：
在模擬信號(hào)檢測(cè)尤其是針對(duì)小信號(hào)甚至微弱信號(hào)的檢測(cè)方面，程控放大器起著重要的作用，由于A／D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度有所限制，當(dāng)被測(cè)信號(hào)的幅度很小以至于不能被A／D轉(zhuǎn)換器所識(shí)別，就需要先對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理再輸入A／D轉(zhuǎn)換模塊采樣，但是被測(cè)信號(hào)的幅度有一定的變化范圍。以本系統(tǒng)為例，其正常能夠檢測(cè)的信號(hào)幅度在10 mV～8 V之間，考慮到在前端還要經(jīng)歷2倍的衰減，那么進(jìn)入A／D的電壓范圍為5 mV～4 V，有一定的動(dòng)態(tài)范圍，所需放大器的放大倍數(shù)也必須是可變的，以適應(yīng)不同被測(cè)信號(hào)頻率，這里就要使用程控放大器，程控放大電路如圖3所示。本次設(shè)計(jì)中選擇了PGA207和PGA206四片組合的設(shè)計(jì)方案，其理論放大倍數(shù)最高可達(dá)6 400倍。
評(píng)論