基于AD9854和FPGA的頻率特性測試儀

　　2.3 混頻器

　　混頻器選用AD835，AD835是ADI公司生產的一款電壓輸出四象乘法器，噪聲系數為50nV/√Hz ，-3dB輸出帶寬為250MHz。輸入信號滿量程為±1V，低阻抗輸出電壓最高可達±2.5V。AD835具有出眾的速度性能，小信號上升時間為1ns。信號由運放OPA847緩沖放大后輸入乘法器AD835，輸出信號由RC濾波后得到直流分量由低噪聲低失調運放OPA277放大輸出。單路混頻電路如圖3所示。

　　2.4 低通濾波器

　　混頻器的輸出信號包含一個高頻信號和一個直流信號分量，因此一個簡單的RC低通濾波器就可以達到濾除高頻信號保留直流分量的效果。設計的濾波器截止頻率為1kHz，后接一級直流放大器，將信號放大至合適大小，以便提高ADC的采集精度。

　　2.5 ADC設計

　　AD采集的信號為雙極性，且信號幅度跨度大，這對ADC精度要求較高。系統選用16位ADS7813實現。ADS7813是串行AD，其SINAD=85dB，ENOB(有效位)=(SINAD-1.76)/6.02 ，計算得有效位為13.8，適合精確測量直流電壓，在選擇測量范圍為±3.333V時，理論上精度為0.4mV。驅動ADS7813的運放為OPA277，其帶內電壓噪聲為8nV/√Hz ，噪聲比較小，不會降低AD的測量精度。ADS7813是SAR型ADC，在采樣瞬間有一個很大的電荷注入，會對前級運放造成影響，導致輸出不穩。為避免影響，可在運放與AD之間加入一個RC節，AD采樣期間，電容可以保持信號穩定，電阻可以隔離運放與后級電容。電路如圖4所示。

　　2.6 待測網絡設計

　　設計并制作了一個RLC串聯諧振網絡，中心頻率為20MHz，有載品質因數為4。如圖3所示，回路電流為