DIY方式自力更生构建测量装置(06-100)

　　借助跟踪/保持放大器能够将GHz级的射频信号转换成MHz级的视频信号，对于自建射频测量装置已经解决前端变频电路的难题，用户根据被测对象的电气参数就比较容易构建MHz级的测量环境。从测量原理来看，在T/H Amp芯片输出连接8位至10位分辨率的视频A/D转换器，即可利用现成的视频逻辑集成电路组成后端测量电路。甚至可将T/H Amp芯片作为带宽100MHz的一般测量仪器射频前端下变频附件，经过校准和定标后，再设置相应的虚拟面板，使100MHz的带宽等效成GHz级的带宽。

　　RF高速A/D转换

　　上面介绍的跟踪/保持放大器作为射频下变频使用是很不错的芯片，显然，变频过程不是实时运作，对于单次出现的射频信号和偶然现象的记录只有采用高速A/D转换器。数字存储示波器和实时频谱分析仪都是利用高速A/D转换器集成电路对RF信号并行取样，在取样窗口内单次完成RF信号的数字化。由于GHz级的高速A/D转换芯片是测量仪器公司手中的王牌器件，所以只供应高档仪器，不出售高速A/D转换芯片。当前，高速A/D转换芯片的最高指标是取样率20Gs/s和8位分辨率，两块芯片时间交叠使用提高取样率一倍，达到40Gs/s，可实现带宽15GHz的实时波形和频谱测量。

　　事实上，需要实时测量波形和频谱的应用大部分是在2GHz以下的频段，现在，ADC集成电路制造商也供应取样率3Gs/s(8位分辨率)和1.5Gs/s(10位分辨率)的ADC芯片。具备这种实力的集成电路制造商主要有美国国家半导体(NS)公司和法国ATMEL公司，NS公司的工艺和指标略胜一筹。NS公司的ADC83000是市售性能最高的A/D转换器芯片，它的电路框图如图5所示，输入差分信号(VIN+和VIN-)分别送入两组8位ADC(1和2)，在控制逻辑和时钟作用下实现快速A/D转换，8位高速样本经1:2或1:4多路复用器差分输出(Dd、Db和Dc、Da)，以便用1/2或1/4的取样率作波形存储和数字处理。ADC083000芯片的主要性能是，取样率500MS/s~3000MS/s，输入信号(差分1V，单端2V)，供电电压1.8V~2.0V，功率(工作1.8W，待机20mW)，误码率10-18，信噪比44dB，工作温度-40℃~+85℃，时钟相位可调，便于多芯片同步。

　　高性能RF A/D转换器的不断推出，为自行构建数字化器，数字示波器，实时频谱仪等提供最关键的前端器件，带宽1GH至2GHz的实时测量同样不必购买性能全面，但价格昂贵的整机。(李华)