AD630實現(xiàn)低成本鎖入放大器
本例中的電路采用Analog Devices公司的AD630平衡調(diào)制解調(diào)IC實現(xiàn)了一種簡單的低成本鎖入放大器。該器件使用激光微調(diào)薄膜電阻,這帶來了很高的準確性和穩(wěn)定性,并因此產(chǎn)生了一種靈活的換向體系結(jié)構(gòu)。它可用于同步檢測等先進的信號處理應(yīng)用。如果知道信號的頻率與相位,那么即使存在振幅大得多的噪聲源,該放大器也能檢測出微弱的AC信號。
作為模擬放大器,AD630顯示了輸入電壓信號在某個狹窄頻帶內(nèi)的分量,該頻帶圍繞基準信號的頻率。 AD630輸出端的低通濾波器使你能獲得關(guān)于微弱信號振幅的信息,它原本被無關(guān)的噪聲掩蓋了。當輸入電壓與基準電壓同相時,低通濾波器的輸出VOUT具有最大振幅。相反,如果輸入電壓與基準電壓正交,則輸出電壓在理想情況下將為0V。這樣,如果可獲得同相基準信號和正交基準信號,則兩個平衡解調(diào)器顯示同相輸出電壓為0?,正交輸出電壓為90?。你可以計算模移和相移,方法如下:
兩個AD630的增益為±2,并通過兩個相同的放大器 A1和A2接收放大的信號VIN。在IC1的7號引腳,出現(xiàn)一個與基準信號同相的雙極±5V平方信號。OA1把放大器電壓積分,這產(chǎn)生了一個三角波,IC2的比較器把它與VR2電壓做比較。
你可以使用不同方法來產(chǎn)生同相和正交基準信號。圖2描繪了一條全數(shù)字電路,你可在小型CPLD中實施該電路,來產(chǎn)生圖1中的0和90?基準信號。1號計數(shù)器以數(shù)字時鐘脈沖的數(shù)量N的形式來測量基準信號時間,其中的基準時間可能不同于50%。在基準信號的每個正前沿,該計數(shù)器在N1=1處收到一條預(yù)設(shè)命令。D型雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器IC1產(chǎn)生這類脈沖。
圖1,OA1把雙極VA信號積分,并創(chuàng)建三角波。VR1和VR2獲得關(guān)于VA的90。相移基準電壓。
圖2,你可在小型CPLD中實現(xiàn)這條全數(shù)字電路。
當基準時間超過N/4整數(shù)值的大約四倍時,就會缺少最后的EQ信號。為了克服這個問題,RST脈沖和EQ脈沖的“或”組合會在每個基準時間周期內(nèi)產(chǎn)生四條幾乎等距的命令。N/4整數(shù)除法是邏輯右移N1的兩位,在最后的脈沖位置上產(chǎn)生最大誤差3。T型雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器IC3產(chǎn)生一個信號,頻率為基準信號的兩倍。這樣,準確度等于3/N1。
為使準確度至少能與AD630相比,1號計數(shù)器的N1輸出將為最高值。但是,如果你希望N1達到較高值,那么對于給定的數(shù)字時鐘頻率,位數(shù)的增加會使最大基準頻率下降。
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