用于检测调谐回路的鉴相器分析设计

作者：时间：2012-06-19来源：网络收藏

摘要：鉴相器在调谐回路的检测中具有非常重要的作用。分析了二极管平衡鉴相器电路及其相应取样电路的工作原理。针对该电路的不足，提出了新的解决方案及元器件参数的设计方法。该方案以乘法器和低通滤波器为鉴相器的核心电路。实验结果表明，该方案能方便地调节取样信号的幅度，能精确地检测出失谐电路的失谐状态，并输出相应的电压信号。
关键词：鉴相器；调谐回路；乘法器；低通滤波器

0 引言
功率放大输出网络中的调谐回路是否处于准确的谐振状态，这对整个发射机的工作状态将有很大的影响，输出网络调谐不好，将严重影响整个机器的功率和效率。对于由电感L、电容C和电阻R串联而成的电路而言，回路调谐是指回路呈纯阻性，此时回路中任一点的电压与流过此点的电流同相位。鉴相器能将两个输入信号的相位差变化转化为输出电压的变化，可以实现鉴相的功能，因此可用鉴相器检测调谐回路是否调谐。鉴相器按其使用类型可分为数字鉴相器和模拟鉴相器，通常使用的二极管平衡鉴相器即属于模拟鉴相器，但此鉴相器在实际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滤波器为鉴相器核心的新的解决方案，有效解决了鉴相器的取样信号幅度不易控制问题和鉴相器的鉴相特性不高问题。

1 二极管平衡鉴相器的工作原理及取样电路
1．1 二极管平衡鉴相器的工作原理
二极管平衡鉴相器的原理如图1所示。其工作原理如下：两路电压信号V1和V2频率相同。由于信号V2在电路中的所处位置，使得加到二极管D1和D2中电压信号分别为V2+0．5V1和V2-0．5V1，V1和V2的相位差在0°～180°范围内有等于90°、大于90°和小于90°三种情况。当V1和V2的相位差为90°时，叠加到D1和D2中电压信号的模相等，电路输出电压差为0 V；当V1和V2的相位差大于和小于90°时，叠加到D1和D2中电压信号的模不相等，此时电路输出正的或负的电压差。其中，电压差的正负代表了调谐的方向，电压差的大小代表了调整的距离。