時(shí)域反射儀的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)----關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)(二）

3.2.2可變?cè)鲆娣糯箅娐?/P>

可變?cè)鲆娣糯箅娐返淖饔?，一般是將信?hào)在垂直方向上做放大處理，采用1-2-5步進(jìn)的方式進(jìn)行放大，這是因?yàn)樵谑静ㄆ髂Ｊ綔y(cè)量中常會(huì)遇到不同幅度的信號(hào)，而比較小的信號(hào)就可以通過增益放大電路來調(diào)節(jié)，將信號(hào)放大到屏幕適當(dāng)范圍以內(nèi)。此外可變?cè)鲆娣糯箅娐芬矠槟M通道的零偏校準(zhǔn)提供了有效的硬件支持。

在時(shí)域脈沖測(cè)量模式下，由于發(fā)射脈沖信號(hào)的幅度是固定值，所以就必須通過可變?cè)鲆娣糯箅娐穪磉M(jìn)行調(diào)節(jié)。因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://2s4d.com/news/listbylabel/label/時(shí)域">時(shí)域脈沖測(cè)量法進(jìn)行電纜測(cè)試的時(shí)候，最主要的觀察對(duì)象是從電纜故障點(diǎn)反射回來的脈沖信號(hào)，而反射回來的脈沖信號(hào)并不是一個(gè)幅值固定不變的脈沖，它受被測(cè)電纜很多因素的影響，如長(zhǎng)度、電纜質(zhì)t、電纜老化程度，使用環(huán)境等等，所以反射回的脈沖信號(hào)的幅度有大有小。為了觀察和測(cè)t的需要，就必須將脈沖信號(hào)做垂直放大處理。圖4-18為可變?cè)鲆娣糯箅娐贰?/P>

為了實(shí)現(xiàn)可變?cè)鲆娣糯?，在這里選用了帶寬(-3dB)為280MHz的壓控可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)AD8337，其動(dòng)態(tài)范圍從OdB~24dB，當(dāng)G用對(duì)數(shù)形式表示時(shí)，隨控制電壓呈線性變化，電壓在-0.6V~+0.6V范圍之間變化。當(dāng)Vgain=-0.6v時(shí)，增益為0dB，即脈沖信號(hào)沒有被放大;當(dāng)vgain=0.6V時(shí)，增益為24dB，即信號(hào)幅度被放大了15.8倍(24dB)。

Vgain的電壓控制是通過一個(gè)10位的DAC來提供，其輸出電壓范圍為0V-2V，步進(jìn)電壓為2mV，因?yàn)殡妷涸?V以上，所以不能通過該電壓進(jìn)行直接控制。為產(chǎn)生相對(duì)于地電壓的負(fù)電壓，設(shè)計(jì)中將DAC的輸出電壓做了一次電平移位，通過一個(gè)減法電路，用0V-2V控制電壓去減去1V的參考電壓，則通過運(yùn)算后，增益控制電壓變成了-1V到+1V，正好包含了壓控增益放大器所需的控制電壓。電路中的電容C，用來消除增益控制引腳上的噪聲信號(hào)，使控制信號(hào)保持穩(wěn)定。

3.2.3差分變換和垂直位移

電路經(jīng)過可變?cè)鲆娣糯笃饕院螅}沖信號(hào)的幅度基本滿足了模數(shù)轉(zhuǎn)換器所要求的信號(hào)幅度輸入范圍，但由于該運(yùn)放的輸入和輸出都是單端形式，而模數(shù)轉(zhuǎn)換器要求的是差分輸入方式，因此信號(hào)經(jīng)過增益放大以后還需要一級(jí)差分變換電路。

差分信號(hào)也是一種信號(hào)的表現(xiàn)形式，它用一對(duì)并行傳輸線來傳輸數(shù)據(jù)，這兩個(gè)信號(hào)線上的電壓幅度完全相同(當(dāng)共模電壓為零時(shí)，幅度為原信號(hào)幅度的二分之一)，相位相反，當(dāng)用與原信號(hào)相位相同的信號(hào)減去另一個(gè)信號(hào)時(shí)，相減的結(jié)果即為原信號(hào)，因此這種利用兩信號(hào)差來表示原信號(hào)的方式稱為差分信號(hào)。如果在傳輸過程當(dāng)中有噪聲信號(hào)加到了差分信號(hào)上，在接收端上，噪聲被相互抵消，因此差分信號(hào)因具有較高的抗干擾特性，因而被廣泛應(yīng)用到高速信號(hào)傳輸領(lǐng)域。

單端信號(hào)轉(zhuǎn)差分信號(hào)的實(shí)現(xiàn)，通過常規(guī)的差分運(yùn)放就可以實(shí)現(xiàn)，如圖4-19所示差分變換電路結(jié)構(gòu)。