. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Rozšíření dynamického rozsahu logaritmického detektoru

Rozšíření dynamického rozsahu logaritmického detektoru

Možnosti rozšíření dynamického rozsahu logaritmického detektoru ADL5513 za použití variabilního zesilovače.

Funkce a výhody obvodu:
Následující obvod představuje možné řešení pro rozšíření dynamického rozsahu logaritmického detektoru ADL5513, čehož je docíleno přidáním nastavitelného zesilovače (Variable Gain Amplifier - VGA) na vstup obvodu ADL5513. Signál Vout z ADL5513 je zeslaben a zaveden zpět na vstup gain control obvodu AD8368, což vede ke stále kontrole napětí na vstupu ADL5513. Při použití této metody je dynamický rozsah obvodu zvětšen až na 95 dB, a to navíc s výbornou teplotní stabilitou. Výstupní napětí je lineární v jednotkách dB, vůči detekovanému vstupnímu vysokofrekvenčnímu napětí.


Obr. 1: Logaritmický detektor ADL5513 s VGA AD8368 poskytující dynamický rozsah 95 dB při 120 MHz (při VPOS = +5V)

Popis obvodu:
Rozsah logaritmického detektoru ADL5513 může být rozšířen přidáním samostatného VGA, jehož gain control vstup pochází přímo z VOUT. Toto zapojení rozšíří dynamický rozsah detektoru o rozsah gain controlu VGA. Aby výsledné napětí zůstalo lineární v dB musí VGA disponovat funkcí exponenciálního nastavení zesílení. Zesílení VGA musí však klesat nepřímo úměrně s nárůstem zesílení na ADL5513. Alternativně je také možné použít invertovací operační zesilovač s vhodným posunem úrovní (level shifting). V praxi je však vhodnější použít takové VGA, které požaduje pouze 5V napájecí napětí a dokáže poskytovat nesymetrický výstup. Všechna tato kritéria splňuje například obvod AD8368 od Analog Devices.

Zjednodušené schéma celého zapojení je na obr. 1. Při použití inverzního módu (pin MODE na nízké úrovni) obvodu AD8368 klesá jeho gain ve sklonu 37,5 mV/dB a to až na minimální hodnotu -12 dB pro napětí 1 V. Toto napětí - VGAIN, požadované obvodem AD8368 představuje 50% výstupu obvodu ADL5513. Pro snížení tohoto napětí je tak nutné použít napěťový dělič zapojený na výstup obvodu ADL5513.


Obr. 2: Vnitřní blokové schéma obvodu AD8368

Nad 1,5 V rozsah z výstupu ADL5513 se liší zesílení AD8368 o (0,5 × 1,5 V) ÷ (37,5 mV/dB) nebo 20 dB. V kombinaci s 75dB rozpětí zesílení ADL5513 (při 120 MHz) vede toto k 1,5V změně VOUT pro 95 dB změnu na vstupu AD8368.

Kvůli možnému zesílení šumu mimo požadované pásmo, což je taktéž poskytovaný výsledkem činnosti obvodu AD8368, je využit band-pass filtr zapojený mezi AD8368 a ADL5513 vedoucí navíc k posílení citlivosti pro slabší signály. VGA tedy nadále zesiluje slabé a zeslabuje příliš silné signály tak, aby se vešly do pásma zpracovatelného obvodem AD5513. Pokud by byl použit zesilovač s větším zesílením a menším šumem, je možné dosáhnout citlivosti lepší než 90 dB pro použití v RSSI (receive-signal-strength-indicator ) aplikacích.


Obr. 3: Představení výsledků rozšířeného dynamického rozsahu při 120 MHz a korespondujících chyb na VOUT

Kvůli vysokým frekvencím a širokému dynamickému rozsahu musí však být celý obvod konstruován na vícevrstvých PCB, přičemž minimálně jedna souvislá vrstva musí být zemnící. Každý napájecí pin logaritmického detektoru musí být zablokován kvalitním keramickým kondenzátorem s hodnotou 100nF a nízkou indukčností, což je možné vidět na obr. 1. Některé napájecí piny mají navíc přidané blokovací kondenzátory s malou kapacitou (nízké ESL) pro extrémně vysoké frekvence. 0R rezistory zakreslené schémátku na obr. 1 značí volitelné rezistory s hodnotami nižšími než 10R nebo malá feritová zrnka pro zajištění ještě většího oddělení. Volně dostupné datasheety obvodů ADL5513 a AD8368 obsahují optimálních návrhy příslušných demonstračních desek.

Na spodní straně čipů ADL5513 a AD8368 je zemnící ploška. Tato ploška je interně spojena se zemí čipu (ground). Výrobcem je doporučeno spojit tuto plošku se společnou zemnící plochou PCB (zemní vrstvou) za účelem dosažení ideálních elektrických podmínek, výkonu a stabilní teploty.

Další možné úpravy:
Zde popsaná aplikace logaritmického detektoru může být libovolně modifikována pro použití s jakoukoliv mezifrekvencí, nacházející se v operačním pásmu použitých obvodů a to jednoduše za použití příslušného band-pass filtru. Pro frekvence nad 800 MHz je možné použít místo obvodu AD8368 obvod ADL5330, který může být použit ve frekvenčním rozmezí 10 - 3000 MHz. Použití tohoto obvodu si však vyžaduje zapojení inverteru mezi gain pinem ADL5330 a gain control napětím z ADL5513. Takto zde může být využit například operační zesilovač typu AD8061 a jiné.

Použité integrované obvody ADL5513, AD8368 a další je možné získat u firmy Analog Device a v síti jejich distributorů.

Odkazy & Download:
Domovská stránka firmy Analog Devices
Přehled distributorů

Extending the Dynamic Range of the ADL5513 Logarithmic Detector Using the AD8368 Variable Gain Amplifier
Informace o obvodu AD8368
Informace o obvodu ADL5513







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře (1):

Zobrazit starší 30 dnů (1)...

host
1. Dne 03. 08. 2009 v 18:47 zaslal host
Bez titulku
A šel by dyn. rozsah ještě dále zvětšovat kaskádou takových obvodů ?


Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
CBA-LS-40M
Kablík s konektorem pro GPS modul GPS-320FW od RF Solutions.
od 165 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007