便携式功率分析仪设计----硬件设计（二）

此时AD8318的输入输出关系曲线的斜率为-50mV/dB，检波输出信号的幅度范围是0.5V～2.5V(对应于输入范围：-60dBm～0dBm)。

3.3.3.2反向器电路根据前文所述可以看出，AD8318的输入输出关系曲线的斜率为-50mV/dB，随着输入信号功率的增大，检波输出电压值不断减小。由于本设计采用的示波显示方式，这样的反比例关系不利于用户的观测，同时为了减小后级电路对检波输出可能造成的影响，所以在AD8318之后加入一级运放，连接方式为反向跟随模式。

由于在AD8318之后的信号频率较低(最高为60MHz左右)，所以运放选用TSH11，TSH11的特点是输入阻抗大，减小对前级的影响。运放与AD8318连接方法如下图3-8所示：

3.3.4数据采集模块

由图3-5可见，信号采集通道主要由信号调理通道、A/D采样两个部分组成，以下分别进行介绍。

3.3.4.1信号调理通道

模拟通道是指信号经过检波之后而到达A/D转换器之前的部分电路。模拟通道主要是对被测信号进行交直流耦合、衰减、放大等控制，使进入A/D转换器之前的信号幅度处在一定的范围之内，以满足A/D转换器对输入模拟信号的要求。模拟通道的总体示意图如图3-9所示。

通道中的10倍衰减电路采用的是无源衰减网络，也就是采用电阻分压原理。这样的电路在较低频率时损耗很小，而在高频时损耗大，需要加入RC补偿电路，如图3-13所示。由图3-10可见衰减倍数为Vo/Vi=R2/R1+R2，当R1/R2=9时，Vo/Vi=1/10也就是衰减10倍。图中，C1，C2为补偿电容，C2为可调电容，调节C2可使补偿电路达到最佳补偿(即满足R1/R2=C2/C1)。

为了减小对前级的影响，，我们设计中在10倍无源衰减电路之后，加入了阻抗匹配电路，如下图3-11所示。要求高输入阻抗，低输出阻抗，以确保信号传输过程中不发生失真现象。故电路前级采用场效应管，因为其为电压控制元件，输入阻抗很大。后半部分采用三极管共集电路接法，保证后级放大电路更好的工作。

由于我们在设计中，在A/D前端加入了一级可变增益放大器，所以对放大电路的信号放大能力要求不高，如图3-12所示。为了减小对前后级电路的相互影响，这里选用OPA695芯片，其设置为2倍放大时拥有1400MHz带宽，8倍放大时450MHz带宽以及低输入电压噪声。能够较好的起到信号隔离放大的作用。

主放大电路中，运放的电压放大倍数为2.其中，C1为超前补偿电容，以免放大电路发生自激震荡。驱动放大电路的主要功能是把单端输入的信号变成差分输出，并在输入端加上四个钳位二极管，使得输入电压范围在-1.0～+1.0之间。在输入端加上1V共模电压，使最后进入A/D转换器的信号幅度在0V～2V的范围内以满足A/D转换器的要求。驱动放大电路原理图如图3-13所示。图中，运算放大器的增益G计算，满足如下公式：