ad630簡(jiǎn)介
AD630是一款高精度平衡調(diào)制器,結(jié)合了靈活的換流架構(gòu),通過激光晶圓調(diào)整的薄膜電阻提供精度和溫度溫度穩(wěn)定。它的信號(hào)處理應(yīng)用包括平衡調(diào)制和解調(diào),同步檢波【synchronousdetecTIon】,相位檢測(cè),正交檢波,相敏檢波,鎖相放大,和方波乘法。板上應(yīng)用的電阻網(wǎng)絡(luò)提供精確的±1,±2閉環(huán)增益在0.05%的精度(AD630B)。這些電阻用于精確配置多路器的增益為+1,2,3,4。或者,使用外部反饋,允許設(shè)計(jì)者實(shí)現(xiàn)高增益或者復(fù)雜轉(zhuǎn)換的反饋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
AD630能夠作為一個(gè)精確的運(yùn)放,有兩個(gè)差分輸入階和一個(gè)精確的比較器(用于選擇有源前段acTIvefrontend)。比較器的快速響應(yīng)時(shí)間與電壓轉(zhuǎn)換速率【slewrate就是電壓轉(zhuǎn)換速率(SlewRate),簡(jiǎn)寫為SR,簡(jiǎn)稱壓擺率。其定義是在1微秒或者1納秒等時(shí)間里電壓升高的幅度,直觀上講就是方波電壓由波谷升到波峰所需時(shí)間,單位通常有V/s,V/ms,V/μs和V/ns四種。電壓轉(zhuǎn)換速率用示波器就可以測(cè)量。】和線性放大器最小轉(zhuǎn)換失真的快速設(shè)置想耦合。另外,在-100dB@10kHz,AD630在通道間的串?dāng)_極低。
ad630引腳圖及功能


AD630的特性
①可從100dB噪聲中恢復(fù)信號(hào);
②頻道帶寬:2Mhz;
③壓擺率:45V/us;
④串?dāng)_:-120dB(1kHz);
⑤引腳可編程、閉環(huán)增益:±1和±2;
⑥閉環(huán)增益精度和匹配:0.05%;
⑦通道失調(diào)電壓:100μV(AD630BD);
⑧350kHz全功率帶寬。
ad630原理
這個(gè)電路可以工作在輸入信號(hào)頻率從DC到幾百kHz的范圍內(nèi)。最佳的工作頻率范圍為 DC 到幾kHz。在這個(gè)頻段,這個(gè)電路的效果應(yīng)該時(shí)這些精密整流電路中最好的。上述電路的輸入阻抗隨輸入電壓的極性變化,輸入電壓為正時(shí)輸入阻抗很高,輸入電壓為負(fù)時(shí),輸入阻抗較低。所以對(duì)信號(hào)源的輸出阻抗有一定的要求,如果輸入信號(hào)的輸出阻抗較高,需要增加一級(jí)緩沖級(jí)。
AD630工作原理
AD630的操作運(yùn)行方式可能會(huì)更容易識(shí)別為一個(gè)敏感電壓比較器的控制下的可以插入到信號(hào)路徑中的兩個(gè)固定增益級(jí)。當(dāng)電路在正相和反相增益之間轉(zhuǎn)換,他提供了基本的調(diào)制解調(diào)功能。630是唯一的包括了激光晶圓調(diào)整的薄膜反饋電阻在單片芯片內(nèi)。在圖2中配置產(chǎn)生了±2的增益并且能夠容易的通過移動(dòng)RB從地連接到輸出端口轉(zhuǎn)換到±1增益。
比較器選擇兩個(gè)輸入級(jí)中的一個(gè)去完成運(yùn)行的反饋連接,取消選擇輸入是關(guān)閉的,并且對(duì)操作的影響可以忽略。
當(dāng)通道B被選擇,電阻Ra和Rf作為反相反饋連接,在如圖3的反相增益配置框圖。放大器有足夠的環(huán)路增益來減小Rb在反饋連接的虛地端的負(fù)載效應(yīng)。當(dāng)比較器的輸入符號(hào)反轉(zhuǎn)了,輸入B取消選擇,A被選中,新的等效電路為同相增益配置(如圖4)。Ra通過了運(yùn)放的輸入終端,但由于放大器驅(qū)動(dòng)差分電壓為0,閉環(huán)增益不受影響。
當(dāng)Rf/Ra=1+Rf/Rb時(shí),這兩個(gè)閉環(huán)增益大小相等,這是由于使Ra等于RfRb/(Rf+Rb),Rf和Rb的并聯(lián)等效電阻。
5KkΩ和兩個(gè)10kΩ電阻可以使得AD630的增益為2。通過并聯(lián)10kΩ的電阻使得Rf等于5kΩ,減去Rb,電路被編程為±1的增益(如9a所示)。這些和其它的,使用芯片上的電阻的配置表述了一個(gè)2.5kΩ的源阻抗的反相輸入端。更完整的AD630框圖表示了在同相輸入端2.5kΩ電阻有效,這樣能夠方便減小由于輸入偏置電流導(dǎo)致的誤差。
ad630應(yīng)用電路一
鎖定放大是一種從干擾噪音中分離小窄帶信號(hào)的方法,它充當(dāng)檢測(cè)器和窄帶濾波器的作用。在有大量不相關(guān)噪音的情況下,當(dāng)期望的信號(hào)的頻率和相位已知,非常小的信號(hào)能被檢測(cè)出來。
鎖定放大器就是一個(gè)基本的同步解調(diào)器后跟隨一個(gè)低通濾波器。鎖定放大器的應(yīng)用的一個(gè)非常重要的測(cè)量參數(shù)就是解調(diào)器的動(dòng)態(tài)范圍,如圖14所示的原理圖,表示了用于鎖定放大器時(shí)AD630的動(dòng)態(tài)范圍,圖15為示波器照片,顯示了AD630很大的動(dòng)態(tài)范圍。此圖演示了一個(gè)400Hz的調(diào)制信號(hào)從大小近似自身100000倍的噪音信號(hào)種恢復(fù)出來。
測(cè)試信號(hào)400Hz的載波調(diào)制0.1Hz的正弦波產(chǎn)生,正弦調(diào)制波形用于清楚的說明,信號(hào)通過類似于圖9b的電路產(chǎn)生,顯示在如圖15上部的軌跡。他被衰減10萬(wàn)次,規(guī)范化求和放大器的輸出B。噪音信號(hào)通過求和放大器加入到調(diào)制信號(hào)中,這個(gè)信號(hào)是簡(jiǎn)單的帶限裁剪的白噪聲。圖15的中間軌跡顯示了衰減的信號(hào)和噪音的疊加。混合信號(hào)使用相位信息同步解調(diào)(相位信息來自于調(diào)制器),結(jié)果為使用2極點(diǎn)的簡(jiǎn)單濾波器進(jìn)行低通濾波,濾波器對(duì)輸出端提供100增益,恢復(fù)后的信號(hào)在圖15的下部。
上述這個(gè)混合的信號(hào)和干擾噪音類似于要求進(jìn)行檢測(cè)的鎖定放大的信號(hào)。AD630精確的輸入性能提供了大于100dB的信號(hào)范圍,并且其動(dòng)態(tài)響應(yīng)允許其用于載波頻率比實(shí)例中的大于兩個(gè)或以上的數(shù)量級(jí)。一個(gè)更復(fù)雜的低通輸出濾波器,將有助于抵抗更寬的帶寬干擾。
ad630應(yīng)用電路二
圖2描繪了一條全數(shù)字電路,你可在小型CPLD中實(shí)施該電路,來產(chǎn)生圖1中的0和90?基準(zhǔn)信號(hào)。1號(hào)計(jì)數(shù)器以數(shù)字時(shí)鐘脈沖的數(shù)量N的形式來測(cè)量基準(zhǔn)信號(hào)時(shí)間,其中的基準(zhǔn)時(shí)間可能不同于50%。在基準(zhǔn)信號(hào)的每個(gè)正前沿,該計(jì)數(shù)器在N1=1處收到一條預(yù)設(shè)命令。D型雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器IC1產(chǎn)生這類脈沖。
圖1:OA1把雙極VA信號(hào)積分,并創(chuàng)建三角波。VR1和VR2獲得關(guān)于VA的90。相移基準(zhǔn)電壓。
圖2:你可在小型CPLD中實(shí)現(xiàn)這條全數(shù)字電路。
當(dāng)基準(zhǔn)時(shí)間超過N/4整數(shù)值的大約四倍時(shí),就會(huì)缺少最后的EQ信號(hào)。為了克服這個(gè)問題,RST脈沖和EQ脈沖的“或”組合會(huì)在每個(gè)基準(zhǔn)時(shí)間周期內(nèi)產(chǎn)生四條幾乎等距的命令。N/4整數(shù)除法是邏輯右移N1的兩位,在最后的脈沖位置上產(chǎn)生最大誤差3。T型雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器IC3產(chǎn)生一個(gè)信號(hào),頻率為基準(zhǔn)信號(hào)的兩倍。這樣,準(zhǔn)確度等于3/N1。
為使準(zhǔn)確度至少能與AD630相比,1號(hào)計(jì)數(shù)器的N1輸出將為最高值。但是,如果你希望N1達(dá)到較高值,那么對(duì)于給定的數(shù)字時(shí)鐘頻率,位數(shù)的增加會(huì)使最大基準(zhǔn)頻率下降。