便攜式信號發(fā)生與檢測裝置的設計
加入技術交流群
值得注意的是AD9851芯片內(nèi)部并不具備低通濾波器，為了得到較純凈的信號，需要在AD9851模塊后設計低通濾波電路。在濾波電路的設計中有兩種設計方案，一種是由運算放大器構(gòu)成有源濾波器，另一種是由電感、電容組成的無源濾波器。由于AD9851輸出的信號頻率最大穩(wěn)定值是70 MHz，所以濾波器的截止頻率應在70 MHz以上，那么由于運放放大器的帶寬限制在高頻領域內(nèi)大都會采用LC濾波電路，相對而言LC
濾波電路設計時參數(shù)計算較難且不易調(diào)試。在設計時采用了LC電路的輔助設計軟件Filter Solutions 10．0幫助設計，節(jié)省了設計的時間和工作量。
2 便攜式信號檢測裝置
信號測量裝置實質(zhì)上可以看成是示波器的功能簡單化設計，雖然其功能上無法與實驗室示波器相提并論，但是仍然具備示波器基本的在測量中常用的功能，如波形顯示、頻率值、幅度值等。系統(tǒng)采用的是目前流行的STM32核心處理器。本文引用地址：http://www.104case.com/article/192875.htm
信號檢測工作電路如圖2所示。被測信號通過探頭進入檢測裝置，為保證系統(tǒng)具有較寬的測量范圍，所以首先要對信號進行固定倍數(shù)的衰減處理，后經(jīng)阻抗匹配使系統(tǒng)具有良好的吸入信號能力最大限度不失真信號，然后是濾波電路，這里采用的是由LC組成的低通濾波電路其設計過程與信號發(fā)生裝置類似。信號由此分為兩路，一路進入程控放大器，使信號在進入A／D轉(zhuǎn)換電路前對信號進行放大處理，使信號在A／D轉(zhuǎn)換電路的最佳輸入范圍內(nèi)，最大限度的降低A／D轉(zhuǎn)換電路的滿量程等誤差，通過A／D轉(zhuǎn)換電路將模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號被STM32處理器采樣。另外一路則進入波形轉(zhuǎn)換電路，其作用是將正弦波等轉(zhuǎn)換為規(guī)則的方波信號，進入STM32處理器，以方便STM32內(nèi)部計數(shù)器工作，計算信號的頻率。以下是主要電路模塊介紹：
在模擬信號檢測尤其是針對小信號甚至微弱信號的檢測方面，程控放大器起著重要的作用，由于A／D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度有所限制，當被測信號的幅度很小以至于不能被A／D轉(zhuǎn)換器所識別，就需要先對信號進行放大處理再輸入A／D轉(zhuǎn)換模塊采樣，但是被測信號的幅度有一定的變化范圍。以本系統(tǒng)為例，其正常能夠檢測的信號幅度在10 mV～8 V之間，考慮到在前端還要經(jīng)歷2倍的衰減，那么進入A／D的電壓范圍為5 mV～4 V，有一定的動態(tài)范圍，所需放大器的放大倍數(shù)也必須是可變的，以適應不同被測信號頻率，這里就要使用程控放大器，程控放大電路如圖3所示。本次設計中選擇了PGA207和PGA206四片組合的設計方案，其理論放大倍數(shù)最高可達6 400倍。
評論