更好、更快的开环增益测试方法

　　利用对数放大器的25 mV/dB的转换增益：
　(10)
　　利用等式1，并使用两个AD8307对数放大器来测量输出和输入，再计算出两者之差，就是一种非常容易的增益测试方法。
　(11)
　　AD8307固有的0 dB输出大约为2.0 V。但是，当把输出计算为两个对数放大器输出之间的差值时，这些(在校准时的)常量就会从等式中消除。

　　有许多种方法得到这个差值，从使用非常方便的仪表放大器，比如AD625 或AD627，到使用分离的多运放的方法，或者在转换成数字量之后使用软件的方法，这里可以使用AD7994多通道ADC。如果想得到最好的精度，设计者必须进行校准，以消除器件之间的增益和失调误差。在Analog Devices网站上给出的技术说明书提供了这些信息，同时还给出与频率相关问题的极好的提示。

　　上面提到的AD5932直接数字频率合成器是一种简单的、可编程的和数字控制的波形发生器。用户只要使用几个简单的命令就可以生成各种正弦波，比如，构成一个完整的频率和相位特性曲线。虽然AD5932没有I2C接口，但一个连接在I2C总线上的GPIO器件可以执行位操作，以模仿所需的接口功能。在配置完成之后，只要对GPIO器件执行一次写操作，就可以使输出频率递增。

　　AD5932的输出峰峰值是580 mV，当把这样一个数值用作开环增益测量的输入时，在大多数情况下是太大了。所需的衰减取决于在增益测量时被测器件达到规定的输出电压所需的恰当的输入电平。如果输入信号太大，那么，输出将会失真，甚至于被钳位，因而得出错误的测量结果。如果信号太小，那么，失调误差和噪声将会占据输出波形中的主要成分，因而产生问题。一个典型的信号是从10 mV开始，然后增加幅度以产生规定的器件输出值，或者使输出增加到不产生钳位或失真的可能最大值，因为失真是会引起测量误差的。

　　在把各个电路模块如图4那样连接起来之后，你就可以验证(或校准)它的性能，首先使用一个单位增益放大器，然后使用一个增益等于10的放大器，来代替被测器件。图5是一个测试实例，它表示了单位增益和增益等于10，实际上大约高出1 dB，而变化范围很好地保持在±1 dB以内。
　
图5  为了验证性能而进行增益校准数据的实例。可以看出，当设置为20dB时的未校准超额增益为+1 dB。
　
图6 波特图的数据中包含了新 (蓝色)数据和旧 (绿色)数据。图中可以看出传统系统中的“采样噪声”。

　　作为另一个例子，一旦我们对这一技术有信心之后，我们就可以对一个已知特性的样品器件进行测试。图6是一个典型的结果，重叠于前面采集到的数据之上，以验证这个方法与已经描述过的那个方法的测试精度。测试的结果显示了一个大约±0.5 dB的误差，表明新系统具有相同的测试性能，但具有低得多的噪声和更快的稳定时间。

设备

　　1.National Instruments 公司的Cardbus GPIB适配器
　　2.Tektronix TDS3032B，带有GPIB接口
　　3.Tektronix AFG320，带有GPIB接口

　　相关性看来很好，而且看不出在以前方法中很大的偏离。完成每一次测试所用的时间在35秒以内，这几乎是6000%的改善。除此之外，这个设计的简单性可以使它容易地用于嵌入式系统，因为大部分的数学运算是用对数放大器完成的。一个聪明的设计者也可以构成一个相位测量设备，从而把这个系统变换成一个真正的波特图绘图仪。此外，对于高频应用，有一个解决方案，就是使用实现增益与相位测量的单片AD8302对数放大器。