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将RF信号转换为数字信号的CMOS转换器

? 2018年05月23日 11:28 ? 次阅读

美高梅官网,金沙网投领导者,金沙网投网站,金沙网投开户 www.tongshi-cn.com 从频率计数与合成到传感器信号调整等很多应用都需要将RF 信号转换为数字逻辑电平。在这些情况下,设计者一般采用一个高速电压比较器完成RF到数字信号的转换工作。由于电压比较器具有高增益,它们一般有很好的灵敏度,但也会带来一些问题。高速比较器价格高,很难找到现成的商品,并且易于被快速淘汰。

将RF信号转换为数字信号的CMOS转换器

图1中的电路可以为高达180 MHz的频率提供一种有吸引力的方案。设计中的IC是一个74LVCU04极高速CMOS六反相器,可以是采用现成的,也可以从很多来源获得。此外,很多设备中可能已经含有三个未用到的反相器。一个反相器IC1A作为线性前置放大器工作,构成转换器的输入级。偏置电阻R3使反相器的输入、输出电压平均在电源电压的一半处[VO1=VI1=(VDD/2)],从而使反相器进入自己的线性区。由于在RF段上,极高速CMOS反相器的交流增益相对较低,(VO1/ VI1)≈7,前置放大器后要增加一个增益级。增加的反相器级联方案在低频和直流下,当没有施加RF信号源时稳定性不佳。

图1中的电路采用了一种基于施密特触发器和放大器电路的拓扑(IC1B和IC1C),从而解决了这个问题,它包括一个与频率有关的正反馈网络,由R1、R2、CD1和CD2构成。随着输入频率的不同,网络可表现出两种特性:在高频时,去耦电容器对CDC1和CDC2将反馈电阻器R1短路,从而抵消了由正反馈网络R1、R2与反相器IC1B的输入电容引起的时间常数。因此,在高频下,三个反相器IC1A、IC1B和IC1C表现为三个级联的高速放大器,可以实现最佳的输入信号带宽。在直流和低频时,耦合电容器对CD1和CD2的影响可以忽略不计,而反相器IC1B、IC1C与正反馈网络R1、R2可以起到一个施密特触发器电路的作用。为了对VS的输入灵敏度与确保比较器输出的无条件稳定之间做出折衷,要对施密特触发器输入VO1处的高、低阈值电压VTH和VTL做出选择。公式1和公式2分别设定高、低阈值电压

将RF信号转换为数字信号的CMOS转换器

将RF信号转换为数字信号的CMOS转换器

为中和较高频率时灵敏度下降问题,在比较器的输入端增加了一个由L1和C1构成的低Q阻抗匹配网络。由于设计目标是在高至160 MHz获得可接受的灵敏度,因此网络将50Ω的RF源与运行在150 MHz的IC1A的输入阻抗ZI1作匹配。不幸的是,数字IC 的制造商通常不会说明逻辑器件的输入阻抗。因此在设计匹配网络时,首要任务是用Agilent的矢量网络分析仪测量第一个反相器IC1A输入VI1的散射参数S11。图2显示了反相器S11参数的史密斯特性图。

将RF信号转换为数字信号的CMOS转换器

已知

将RF信号转换为数字信号的CMOS转换器

其中ZC=50Ω,可以用图2中的数据提取第一个反相器在所需频率处的输入阻抗。在150 MHz时,得到ZI1= 106.1Ω-j 116.7Ω(在图2的标记4处)。要确定匹配网络中各元件的值,可以用任何一种软件工具(参考文献1与2)。如果你不熟悉史密斯特性图的计算,也可以用下列方法进行分析:

1. 用串-并转换公式(公式4和5),将第一个反相器的输入阻抗转换为并联形式:

将RF信号转换为数字信号的CMOS转换器

将RF信号转换为数字信号的CMOS转换器

将这些公式用于150 MHz时,得到:RP=233Ω,XP=213Ω。(在150 MHz下,XP代表输入阻抗,CP=5 pF。)

2.算出第一个反相器输入阻抗RP和50Ω RF源之间实现匹配的网络匹配初始值。用公式6和7计算出匹配网络中各元件的值(参考文献3)。

将RF信号转换为数字信号的CMOS转换器

将RF信号转换为数字信号的CMOS转换器

将这些公式用于150 MHz,得到L1≈100 nH,C1 +CP≈8.7 pF。

3. 从式7中减去反相器的输入电容CP =5 pF,计算出C1的值:

将RF信号转换为数字信号的CMOS转换器

将RF信号转换为数字信号的CMOS转换器

搭建电路时,使用最接近于计算值的标准元件:L1=100 nH,C1=3.6 pF。如图3中输入频率与灵敏度的关系曲线所示,100 MHz ~ 170 MHz频率时电路的灵敏度增加,这清楚地证明了阻抗匹配网络的有效性??梢栽谘《ㄆ德氏陆庵址椒ㄓ糜谄渌行巳さ娜魏纹德识?,实现电路灵敏度的优化。在10 MHz~180 MHz输入信号范围内,RF至数字逻辑转换器的功耗变化不大。最差条件下,3.3V供电电压下消耗的电流不超过58 mA。

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icl7107中文资料详细(icl7107引脚图...

数据通信方式有哪几种

数字通信是用数字信号作为载体来传输消息,或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。它可传输电...

发表于 2018-02-06 15:58 ? 2297次阅读
数据通信方式有哪几种

60v转12v转换器电路图(五款模拟电路设计原理...

本文主要介绍了60v转12v转换器电路图(五款模拟电路设计原理图详解)。直流电压通过推挽式变换逆变为...

发表于 2018-02-06 09:01 ? 2285次阅读
60v转12v转换器电路图(五款模拟电路设计原理...

Infineon IDP2303120W PFC...

infineon公司的IDP2303是多模式PFC和LLC控制器,集成的数字引擎提供用于多模式工作的...

发表于 2018-02-06 04:47 ? 246次阅读
Infineon IDP2303120W PFC...

12伏变36伏的转换器电路大全

本文主要介绍了12伏变36伏的转换器电路大全。DC-DC转换器是开关电源中最常见的一种,由二极管,三...

发表于 2018-02-03 15:18 ? 901次阅读
12伏变36伏的转换器电路大全

48转12伏转换器电路图大全

本文主要介绍了48转12伏转换器电路图大全,重点分析了六款转换器电路供大家参考。LT8705是一款高...

发表于 2018-02-03 15:01 ? 1751次阅读
48转12伏转换器电路图大全

关于硬件供电的模拟与数字信号的问题及建议

功率是指能量消耗的速率或者是做功的速率。这意味着在交流(AC)和直流(DC)电路中, 电路板上每个元...

发表于 2018-02-02 17:37 ? 2771次阅读
关于硬件供电的模拟与数字信号的问题及建议

反激式转换器工作原理以及反激开关MOSFET源极...

反激式转换器在正常工作情况下,当MOSFET关断时,初级电流(id)在短时间内为 MOSFET的Co...

发表于 2018-01-31 16:13 ? 1916次阅读
反激式转换器工作原理以及反激开关MOSFET源极...

有下面这种四合一的转换器吗如果没有能做吗

发表于 2018-01-25 16:23 ? 694次阅读
有下面这种四合一的转换器吗如果没有能做吗

基于模拟量干扰11种解决方法的简单解析

为了减少电子干扰对于模拟信号应使用双绞屏蔽电缆模拟信号电缆的屏蔽层应该两端接地,但是如果电缆两端存在...

发表于 2018-01-24 16:46 ? 1060次阅读
基于模拟量干扰11种解决方法的简单解析

adc0834工作原理及AD转换

AD0832是8位逐次逼近模数转换器,可支持两个单端输入通道和一个差分输入通道。是8位逐次逼近模数转...

发表于 2018-01-24 10:41 ? 991次阅读
adc0834工作原理及AD转换

转换器接口的隔离方法及外围电路介绍

1、 数模转换器接口的隔离技术 由于数模转换器输出直接与被控对象相连,容易通过公共地线引入干扰,因...

发表于 2018-01-22 11:14 ? 222次阅读
转换器接口的隔离方法及外围电路介绍

基于Kinetis微控制器和16位/24位MAX...

MK60N512是飞思卡尔公司Kinetis系列微控制器集成度最高的芯片,它基于ARMCortex—...

发表于 2018-01-18 16:03 ? 195次阅读
基于Kinetis微控制器和16位/24位MAX...

自激振荡放大电路

发表于 2018-01-17 15:55 ? 913次阅读
自激振荡放大电路

载波电表工作原理

在进几年,全国各地的电能表生产厂家为满足供电局的要求,设计出了载波抄表和RS485抄表。载波抄表是在...

发表于 2018-01-17 14:05 ? 591次阅读
载波电表工作原理

一个能够支持SYZYGY标准的多功能板应用

在数据获取,机器视觉,数字信号交互,软件定义无线电,视频输出,多通道I/O,传感器和机器人等的应用场...

发表于 2018-01-17 08:57 ? 1668次阅读
一个能够支持SYZYGY标准的多功能板应用

基于NDIR和PID的ADI气体检测解决方案

日前,ADI推出了业界首款具有真正的片上轨到轨模拟和基准输入缓冲器的24位-?模数转换器AD7175...

发表于 2018-01-12 14:20 ? 341次阅读
基于NDIR和PID的ADI气体检测解决方案

适配器是什么_电源适配器的工作原理

电源适配器,其英文名是Power adapter,是小型便携式电子设备及电子电器的供电电源变换设备,...

发表于 2018-01-12 11:15 ? 409次阅读
适配器是什么_电源适配器的工作原理

适配器和充电器有什么区别

适配器是一个接口转换器,它可以是一个独立的硬件接口设备,允许硬件或电子接口与其它硬件或电子接口相连,...

发表于 2018-01-12 11:03 ? 1911次阅读
适配器和充电器有什么区别

电路中放大器噪声分布分析

当模数转换器(ADC)的模拟输入被驱动至额定满量程输入电压时,ADC提供最佳性能。但在许多应用中,最...

发表于 2018-01-12 09:43 ? 307次阅读
电路中放大器噪声分布分析

实现数据转换器的接地并解开“AGND”和 “DG...

目前的信号处理系统一般需要混合信号器件,例如模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)和快速数字信号...

发表于 2018-01-12 09:23 ? 583次阅读
实现数据转换器的接地并解开“AGND”和 “DG...

5V/3A, 大电流内置限流可调同步真关断升压转换器

发表于 2018-01-10 15:35 ? 315次阅读
5V/3A, 大电流内置限流可调同步真关断升压转换器

安森美半导体开发一种新型同步降压动力总成设计工具

安森美半导体 同步降压动力总成设计是当今最普遍使用的转换器拓扑结构之一,但为中低压同步降压转换器选择...

发表于 2018-01-09 16:37 ? 125次阅读
安森美半导体开发一种新型同步降压动力总成设计工具

电源层的分割、数模设计以及降低数字和模拟信号间的...

板层的结构板层的结构是决定系统的EMC性能一个很重要的因素。一个好的板层结构对抑制PCB中辐射起到良...

发表于 2018-01-08 11:10 ? 2816次阅读
电源层的分割、数模设计以及降低数字和模拟信号间的...

CH374获取HID类设备的设备描述符时,设备出现非应答

发表于 2018-01-02 11:25 ? 714次阅读
CH374获取HID类设备的设备描述符时,设备出现非应答

LT8364转换器的介绍以及性能概要

ADI推出 Power by Linear? 的 LT8364,该器件是一款电流模式、2MHz 升压...

发表于 2017-12-29 10:03 ? 868次阅读
LT8364转换器的介绍以及性能概要

如何消除在TOSA发射器中光器件主动对齐的要求?

发表于 2017-12-27 10:51 ? 708次阅读
如何消除在TOSA发射器中光器件主动对齐的要求?

电动车转换器坏了的表现

转换器是将电动车的电压如48-60-72-84-96-108-120V的直流电压变换器12V的直流电...

发表于 2017-12-25 09:29 ? 4339次阅读
电动车转换器坏了的表现

微波射频能量:等离子照明

发表于 2017-12-14 10:24 ? 984次阅读
微波射频能量:等离子照明

CAD是怎么转成pdf的

发表于 2017-12-12 15:11 ? 349次阅读
CAD是怎么转成pdf的