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迈向高频-小信号单调谐放大器笔记

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楼主
前几天,玩了一下小信号单调谐电路。调试电路图如下:
1、本振信号由函数信号发生器提供,开始使用方波。在前面系列中用的是正弦波频谱纯一些,方波波形很难看。
2、混频器仍然由四个二极管和两个开关变压器组成。
3、基带信号为热电偶产生,这里重申,这里的热电偶是测试微信号源,不是一个测量方案。这是我在仪器受限,尽可能进入动手环节提高自己的措施。
虽然频率不高,但是工作原理一样的。在GHz频段,lc谐振转换成微带电路就可以变的高上大了,但是工作原理是一样的。
4、调谐放大器,是最基本的电路。由1.8mH的电感(led灯常用)和6.8nf的电容组成。
5、调谐放大器过后,是倍压整流电路(rf detector),由ss14组成。
调试过程:
1、调整信号源频率,观察调谐放大器的输出波形至最大。45KHz左右,电感电容标称频率为1/(2*pi*sqrt(1.8e-3*6.8e-9))=4.5491e+004相差不大。
2、在调试过程中发现,本振功率过大,调谐放大器很快饱和。三极管一开始用的s8050,其发射结的电阻越加越大。后来干脆用开关电源开关管13003(beta低)
3、考虑的本振功率过大,将混频器的二极管换成ss14(1N5819),本振激励电压下降至信号发生器的旋钮中间位置+(-20db)衰减。
测试结果:
室温:

保温瓶的热水:

锡炉300摄氏度:


比较:
热电偶室温,电压值很低,我的万用表400mV档次,基本不可信。
总结:
1、二极管混频器用于直流测量时,泄露量很大,用1N4007时,本振功率较大,后级调谐放大器放大倍数太恐怖。后用ss14调整至合适的本振功率。经调谐放大器后仍然由240mV左右。
2、调谐放大器,在低频时,Q值很大,放大倍数很高。热电偶约12-13mV,就被放大至6.22vpp。波形也很好看。按照单片机的12bit的分辨率,被调理成0-4096,分辨率达到4uV。
3、观察了各个温度段的波形波动,示波器显示变化很小,波形很稳定。这次用了方波激励。同时也用信号发生器测试了22khz左右,观察偶次谐波谐振也是存在的。
4、后续进入ms5351,adf4350,混频器换成minicircuit混频器,我赌了50元,买回来大部分ade-11A,也有几个LRMS-11A,ade-2g-2。ade11a网上没找到datasheet。不过猜测频率应该够用。
混频器如下:

反面:





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沙发
wf.yang| | 2022-12-20 08:42 | 只看该作者
不错!

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板凳
天命风流| | 2022-12-20 10:49 | 只看该作者
好东西啊     

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地板
叶春勇|  楼主 | 2022-12-20 13:38 | 只看该作者
补一个仿真电路
楼上的电路,基本都是开环电路,基本用处不大,只有加入闭环,才能用


采用两个混频器,都是用来斩波的。
上面的10mv信号经混频器斩波,经调谐放大,倍压整流,进入电压跟随器,然后进入差分放大。
放大器输出的直流经beta网络衰减,进入下面的混频器斩波,同样进入调谐放大器,整流进行比较。
采用类似天平的装置,在一定程度上,缓解了器件的离散型,以及温漂。这也是模电的核心,负反馈。
经仿真,0-20mv,1-20mv线性非常好。0-1mv线性差。此电路实际搭建还要关注beta反馈网络频率补偿,仿真用的补偿网络,随手弄的,实际还需调试。

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