- 基于DSP的頻率特性測試儀設計[圖]

本單元首先通過寬帶運放THS3201將前級信號電平放大到12～19 dBm。然后通過可控衰減網(wǎng)絡實現(xiàn)輸出-87～13 dBm范圍內的信號。通過控制接通不同的型電阻衰減網(wǎng)絡來實現(xiàn)，如圖5所示?？煽厮p網(wǎng)絡由-8dB、-16dB、-32dB和-64dB這4種型電阻衰減網(wǎng)絡組成，通過68595驅動繼電器TQ2組合出不同衰減倍數(shù)的衰減網(wǎng)絡。

2.5 相位檢測單元

本儀器選用AD8302構建了相位差檢測電路。AD8302可對0～2.7 GHz，-60～0 dBm范圍內的兩輸入信號之間的幅度比和相位差進行精確測量，其中相位檢測精度可達1°。AD8302相位檢測曲線如圖7所示。

由圖7可知，使用單片的AD8032無法進行-180°～180°范圍內的監(jiān)相。為實現(xiàn)-180°～180°監(jiān)相，儀器采用I、Q正交檢測方法。即DDS信號源輸出兩路同頻正交信號，該正交信號分別通過兩片8302與待測信號分別進入兩片AD8302監(jiān)相，則可得到兩條相位差為90°相位曲線，如圖8所示。由此實現(xiàn)-180°～180°范圍檢測。

2.6 幅度檢測單元

本儀器幅度檢測電路由對數(shù)放大器AD8310和濾波電容單元組成。AD8310可檢測0～440 MHz，-91～+4 dBV范圍信號的幅度值，其輸出公式為

其中，VOUT為檢波輸出；VY為斜率電壓；VIN為輸入信號電壓；VX為截止電壓。

AD8310的OFLT和BFIN引腳的電容需要根據(jù)掃頻頻率來實時調節(jié)。經(jīng)過反復試驗，采用0.01μF，0.1μF，1μF，10μF和100μF的組合可實現(xiàn)20Hz～150MHz范圍內的準確檢測。

3 實測結果

本測試對LPF-BOR8低通濾波器進行測量。該濾波器的截止頻率為1.2MHz。在儀器上電后，首先將輸出電平設定為0dBm，起始頻率設定為20Hz，終止頻率設定為1.5MHz。然后將儀器的輸出和輸入端短接，進行幅度和相位校正。校正后，將儀器的輸出端接濾波器的輸入端，將濾波器的輸出端接儀器的輸入端進行測量。測量結果如圖9所示。從圖中可以看出，該濾波器通帶較為平穩(wěn)，相位趨于線性，-1dB轉折點約為1.2MHz，與該器件數(shù)據(jù)手冊給出數(shù)據(jù)相符。

4 結束語

儀器實現(xiàn)了對20Hz～150MHz范圍內任意頻段的被測網(wǎng)絡幅頻特性和相頻特性測量、數(shù)據(jù)存儲、回放、峰值查找以及-3dB測量，Q值查找等計算。由于大量采用大規(guī)模集成電路，不僅提高了系統(tǒng)的集成度，減小了體積，而目提升了儀器的性能和穩(wěn)定性。實現(xiàn)了數(shù)字化、智能化、低成本。目前儀器已進人生產(chǎn)階段。