如何測量高頻正弦波信號峰值與有效值?
發布時間:2015-03-03 責任編輯:sherryyu
【導讀】本篇文章以20Mdezhengxianboxinhaoweili,duixinhaofengzhiheyouxiaozhideceliangjinxingfenxihejiangjie。bingzhenduiyixieqingkuangjinxinglejiashe,daxiaogulv。xiwangdajiazaiyueduguobenpianwenzhangzhihounenggouyousuoshouhuo。
有關正弦波信號峰值和有效值測量的資料,網絡上的相關資料並不豐富。但是這個問題卻是出現的比較頻繁的。本篇文章以一個20M的正弦波信號為例,對這個問題展開討論。
通常來說,頻率可以通過高速比較器轉成方波測量。那麼有效值或者峰值該如何測呢?使用AD637等測有效值,但頻率隻能幾M而已,峰值保持電路感覺在高頻下效果也不好。
jiranshizhengxianbo,namezhiyaoceliangchufengzhihuoyouxiaozhizhongdeyige,lingyigejikeyongjisuanhuode。zaijingduyaoqiubushitebiegaodeqingkuangxia,keyiyonggaopinerjiguanzhengliu,ranhouzaiyongdiloudiandedianrongjifen,houmianjiegaozushurudehuanchongji。zugouchangshijianhou,dianrongshangdedianyajiukeyirenweishifengzhi。lingwaizaishejiyigegaozudekekongxiefanghuilu,zaiceliangwanchenghouduidianrongfangdianyibianzaiciceliang。
這種峰值檢波電路靠電容充放電來實現,如果正弦波帶寬較大,50KHZ~20M直接變化,有人就會擔心這種電路不適用了,其實完全不必擔心。
該法對頻率不敏感,唯一要求信號源具有足夠輸出電壓、驅(qu)動(dong)能(neng)力(li)以(yi)及(ji)盡(jin)量(liang)提(ti)高(gao)後(hou)級(ji)緩(huan)衝(chong)級(ji)的(de)輸(shu)入(ru)阻(zu)抗(kang),放(fang)電(dian)回(hui)路(lu)的(de)斷(duan)態(tai)阻(zu)抗(kang)也(ye)要(yao)足(zu)夠(gou)高(gao)。後(hou)二(er)者(zhe)的(de)高(gao)阻(zu)抗(kang)實(shi)現(xian)不(bu)難(nan),緩(huan)衝(chong)用(yong)結(jie)型(xing)場(chang)效(xiao)應(ying)管(guan)輸(shu)入(ru)級(ji)的(de)運(yun)放(fang)比(bi)如(ru)TL072、082等,放電回路則用MOS管搭。信號源的輸出電壓不夠或驅動能力過低則要加放大級,放大級的增益需要在測量結果中消去。
如果是用DSP去采集信號的頻率和幅值,畫出幅頻特性曲線,信號頻率範圍50K~20M的話,幅值可以程控放大到2V左右,對於這麼寬的頻率範圍,峰值檢波電路合適嗎?
要記錄、分析頻幅曲線,最好采用ADC後軟件分析。當然,這需要高速ADC,成本比較高。前麵說的峰值檢波法用常規MCU就可以了,DSP純屬大材小用。對於MCU無法測頻的高頻信號,可以先用程控分頻器分頻後再測。正弦波轉方波用施密特門就可以了,不必使用高速比較器,成本相差很遠。
如果待測信號具有明顯的諧波成分,或者需要對諧波進行分析,那麼前述方法都不夠精確甚至無法進行諧波分析,那麼就必須使用直接ADC法了。
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