深圳嘉立创转载：两个新设备帮助重塑信号发生器。第1部分
在过去,最困难的部分一个任意波形发生器设计输出阶段。典型的信号发生器提供输出范围从25号到5 v驱动50-Ω负载,使用传统设计的高性能离散设备,大量的并行集成设备,或者一个昂贵的ASIC,与设计师花费无数个小时来创建一个稳定、高性能输出级可编程范围宽(图1)。现在,技术的进步产生了放大器驱动这些负载,减少输出级的复杂性而减少成本和上市时间。
两个新设备帮助重塑信号发生器
图1所示。一个典型的信号发生器模型。
当使用通用的信号发生器,频率,输入一个按钮被按下,仪器产生一个新的频率。接下来,输入所需的输出功率,另一个按钮被按下。继电器时点击开关内部网络调整输出电平。这种不连续的操作需要弥补缺乏可编程范围宽。本文提出了一种新的架构,还解决了一半的问题与输出级设计。
两个新设备帮助重塑信号发生器
图2。更小、更简单,信号发生器输出阶段。
解决这两个关键组件的前端设计的挑战是:高性能输出级提供高速、高电压和高输出电流,可变增益放大器(VGA)连续linear-in-dB调优。这个设计目标20 mhz的性能,以22.4 - v振幅(+ 39 dBm)到一个50-Ω负载(图1)。
新的紧凑型输出阶段
最初的信号可能来自一个数模转换器(DAC)复杂波形,或直接数字合成(DDS)装置正弦波的一代。在这两种情况下,其规格和功率调节能力可能不是很理想。第一个要求是提供使用VGA衰减或增加。提供的获得许多vga是有限的,然而,很少足够为这个应用程序很有用。
如果VGA的输出可以设置为一个目标,然后不管输入是什么,输出可以强迫一个已知的振幅。例如,如果所需的输出振幅是2 V,和功率输出阶段获得10,那么输出振幅的VGA应该调节到0.2 V输出级时正确地设计、设定的输出振幅最终VGA的输出。不幸的是,大多数vga成为瓶颈由于其可编程范围有限。
一个典型的、高质量的信号发生器提供了一个输出振幅范围25 mV 5 v 46-dB可调节范围超过了大多数商用vga的能力。AD8330[1]是第一个VGA达到50分贝范围内,但难度提高了进一步AD8338[2],一种新的低功耗VGA 80 - db范围可编程。在理想环境下,传统的信号发生器的输出振幅可以范围从0.5 mV - 5 V,没有使用继电器和交换网络。全系列将连续可调,免费的不连续开关和继电器。此外,消除了继电器增加仪器寿命和系统可靠性。
现代dac和DDS设备通常有微分输出,要求设计师使用变压器,失去一半的信号与一个单端连接,或添加differential-to-single-ended转换器。AD8338提供了一个自然健康,拥有一个完全微分界面,如图3所示。正弦波应用,DAC将被替换为DDS。
两个新设备帮助重塑信号发生器
图3。网络接口的例子AD8338 DAC。
AD8338的主要特点是灵活的输入阶段。作为input-VGA,它操纵输入电流使用“H-amp”拓扑ADI的巴里吉尔伯特发明的。本设计使用反馈平衡的输入电流,同时保持了内部节点在1.5 v在正常情况下,使用500Ω输入电阻,最大1.5 - v输入信号产生一个3-mA电流。如果输入振幅大,说15 V,一个更大的电阻器将连接到“直接”输入插脚。这个电阻大小,这样同一3-mA目前获得:
(1)
单端15伏特信号输出1.141 V不同。在这种情况下,最小增益,AD8338将提供28.4 - dB衰减,所以最大可能的获得是+ 51.6 dB。作为一个低功率的一部分,它有一个1.5 v的典型输出摆动1-kΩ负载。
输入VGA的力量在于它的总增益范围可以坐落在不同的设置点。首先,确定产生所需的输出电平信号发生器的最大输出。许多商业发电机只提供一个250兆瓦的rms(+ 24 dBm)最大输出功率为50-Ω载荷(正弦波)。这并不足以覆盖应用程序需要更多的输出功率,如测试高输出高频放大器或超声波脉冲生成,例如。
电流反馈放大器(CFA)技术的进步意味着这不再是一个问题。的ADA4870[3]CFA 17岁可以开车1 V在±20-V供应。正弦波,它可以输出频率在满载23 MHz,使它理想的前端司机的下一代通用的任意波形信号发生器。
反射50-Ω系统敏感,ADA4870需要一些被动元器件匹配源阻抗50-Ω负载:电阻板和1.5:1射频自耦变压器。允许1 V的保证金,8 w峰值功率放大器时获得有效的加载是16Ω。另外,如果反光不是问题,电阻垫可以消除,自耦变压器可以替换为0.77:1的比例。没有电阻填充输出功率增加16-W峰值振幅(28.3 - v)。
两个新设备帮助重塑信号发生器
图4。的基本连接ADA4870驾驶16Ω,获得= 10。
优化输出信号,获得10 ADA4870配置,所以所需的输入振幅为1.6 V(图4)。ADA4870有单端输入,和AD8338微分输出,所以一个AD8130[4]微分-接收放大器,其270 - mhz带宽增益产品和1090 V /µs转换速率,同时提供differential-to-single-ended转换和所需的增益。AD8338输出受限的±1.0 V,所以AD8130必须提供一个中间增益为1.6 V / V。结合时,这三个设备形成一个完整的信号发生器输出级(图5)。
两个新设备帮助重塑信号发生器
图5。信号发生器输出阶段。
最后两个步骤需要完成设计:完全计算最大输入信号的输入网络+抗锯齿,和设计输出网络的阻抗变换。
更多咨询请访问http://www.sz-jlc.tv