宽带阻抗测量仪的设计——信号发生电路设计 （三）

在图3-6中，AD8369的四个1nF电容为隔直电容，其功能是阻止直流从AD8369的端口输出。

SENB信号用于对并行或串行数据端口的选择，当接为3.3V高电平时，数据采用串行方式输入，当接为地时，数据采用并行方式输入，在本系统中采用并行方式输入数据，电路设计中使该引脚接地。

DENB信号为数据写控制信号，在串行方式中，低电平有效，在并行方式中，下降沿锁存数据。

在图3-6的情况下，AD8369由于内部输入输出阻抗的存在，所以其数字可控的增益倍数将与器件外部的阻抗有关。对于AD8369的输入端，其内部差分输入阻抗为200，外部的等效阻抗为100，则输入电路引入的衰减量见式（3-7）。

对于AD8369的输出端，在进行交流分析时，AD8369的输出端所接电路的等效电阻可以近似为R f和R s串联，而器件内部的差分输出阻抗为200，因此输出电路引入的衰减量见式（3-8）。

考虑到AD8009后级电路输入阻抗的影响，AD8009实际的等效输入阻抗总是要比R f和R s串联的值小一些，所以AD8369输出电路的实际衰减量比上述计算值略小（约-9.5dB）。

由于器件内部的放大范围为+3dB~+48dB，故AD8369电路的实际放大范围为-10dB~+35dB。四位数字控制量与放大倍数的关系如表3-7所示。

在图3-6中，使用宽带运算放大器AD8009作为差分信号变单端信号的转换电路，且具有放大功能，对差分信号可以放大2倍。在AD8009的放大倍数为2时，其大信号带宽为400MHz，但受工作电压＋5V的限制，当50负载匹配时，输出信号的功率最大为15dBm。达不到对输出信号功率的最大要求，需要使用射频放大器件来进一步提升信号的输出功率。

3.4射频放大电路

对于射频放大电路的设计考虑两点：1.信号的功率达到要求；2.抑制输出信号的噪声。

功率能否达到要求主要由射频器件所决定，对噪声的抑制采用低通滤波器

。首先对滤波器的位置的选择，当滤波器放在射频器件后时，由于要求扫频信号源的输出阻抗为50。而LC滤波器在不同频点时的输出阻抗不同，不能保证阻抗匹配，所以在射频器件的输入端进行滤波。该低通滤波器也是采用椭圆滤波，在图3-2中为LPF2，其设计与LPF1完全相同，不再赘述。

本系统中射频器件采用RF2317，其带宽可达3.0GHz，输入输出阻抗均为75，对小信号有15dB的固定放大，输出信号功率最高可达+24dBm，采用9V或12V单电源供电。由于RF2317的输出阻抗为75，为了使扫频信号源的输出阻抗为50，则需要在RF2317的输出端并接阻值为150电阻。

150和75的电阻并联，保证了信号源内阻为50的要求，但却降低了的信号的输出功率，因为信号功率由150电阻和负载共同分担，150电阻消耗掉RF2317输出功率的1/4，所以加在网络上的最大信号功率为24dBm×3/4=18dBm。射频放大电路如图3-7所示。

图中，RF2317的输入输出端口加了1nF的隔直电容，是因为器件在输入端口含有高于5V的直流电压，输出端口具有8V左右的直流分量，为防止直流量对前后级的影响甚至损坏器件，隔直电容是必须的。471uH的电感与隔直电容的功能恰好相反，该电感可以抑制交流信号被12V电源分流，同时不影响RF2317工作所需要的直流偏置电压，当交流信号的频率为100kHz时，该电感的阻抗为2×π×10 5×471×10 -6即296，而输出端口的等效阻抗为150和50的并联值37.5，交流信号的11%从电源回路流走，此时加到负载网络上的信号功率将有所下降，达不到信号最大输出功率，只有交流信号的频率提高后，电感的等效阻抗提高，那么从电源回路损失的交流信号才可以忽略不计。

图3-7中，采用5个51电阻并联构成10的限流电阻，对器件起保护作用，当RF2317内部消耗电流过大时，10电阻上的压降增大，加到器件上的电压随之下降，RF2317的工作点下降，不能全速工作，从而降低工作电流。采用5个51电阻并联的原因在于RF2317的最大工作电流可达200mA，则10电阻消耗的功率为0.4W，而贴片电阻所能承受的功率低于0.1W，故选择多个51电阻并联并使其等效阻抗为10左右，每个51消耗功率仅为0.08W。在实际电路中由于电感为绕线电感，其内阻比较大，测量值为接近20，其本身即可起到限流的作用，所以省去了并联的5个51电阻。