XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

Введение

В условиях стремительного развития информационных технологий и их проникновения во все сферы человеческой деятельности, вопросы измерения и контроля высокочастотных сигналов приобретают особую актуальность. Цифровые измерители уровня ВЧ-сигналов являются важным инструментом для обеспечения качества связи, передачи данных и стабильной работы электронных устройств.

Цель данной статьи является исследование принципов функционирования цифровых измерителей уровня ВЧ-сигналов.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

1.Изучение основных понятий и определений, связанных с ВЧ-сигналами и их измерением.

2.Анализ принципов работы цифровых измерителей уровня ВЧ-сигналов.

3.Исследование ключевых характеристик цифровых измерителей и их практического применения.

Объектом исследования являются цифровые измерители уровня ВЧ-сигналов, а предметом являются их основные параметры и функциональные возможности.

1. Логарифмический усилитель AD8310

Основным компонентом рассматриваемого устройства является логарифмический усилитель AD8310. Данная микросхема обеспечивает демодуляцию постоянного тока для частот до 440 МГц, обладает высоким быстродействием (менее 15 нс) и способна выдавать до 25 мА на заземлённую нагрузку. Технология прогрессивного сжатия позволяет достичь динамического диапазона до 95 дБ с погрешностью ±3 дБ или до 90 дБ с погрешностью ±1 дБ в диапазоне до 100 МГц.

AD8310 отличается высокой стабильностью и простотой использования, не требуя сложных внешних компонентов. Микросхема работает от источника питания с напряжением от 2,7 В до 5,5 В при токе 8 мА, что соответствует энергопотреблению всего 24 мВт при напряжении 3 В. Функциональная схема AD8310 представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Функциональная схема AD8310

AD8310 обладает очень высоким коэффициентом усиления и полосой пропускания. Следовательно, он восприимчив ко всем сигналам, которые поступают на входные клеммы в очень широком диапазоне частот. Без использования фильтрации они неотличимы от желаемого сигнала и приводят к повышению кажущегося минимального уровня шума, то есть к снижению полезного динамического диапазона. Для обеспечения низкоомного подключения к общему контакту COMM, для разделительных конденсаторов и для заземления выхода следует использовать плоскость заземления. [1]

2. Разработка электрической схемы

Электрическая схема устройства включает:

• Логарифмический усилитель AD8310.

• Схему согласования напряжений на основе операционного усилителя LM324.

• Аналого-цифровой преобразователь КР572ПВ2, работающий по принципу последовательного счёта с двойным интегрированием.

• Семисегментный индикатор АЛС324Б для отображения результатов измерений.

Номиналы элементов схемы, таких как конденсаторы и резисторы, подбираются в соответствии с технической документацией, учитывая допустимые погрешности.

Микросхема КР572ПВ2. Представляет собой преобразователь на 3,5 десятичных разрядов, работающий по принципу последовательного счета с двойным интегрированием, с автоматической коррекцией нуля и определением полярности входного сигнала. Микросхема представляет собой электронную часть цифрового вольтметра, измеряющего входной сигнал до ±1,999 В и ± 199,9 мВ. Цифровая информация отображается на светодиодном индикаторе. Микросхема представляет собой функционально-законченное устройство. Схема электрическая функциональная представлена на рисунке 2. [3]

Рисунок 2 – Схема электрическая функциональная КР572ПВ2

Заключение

В статье проведён анализ цифрового измерителя уровня ВЧ-сигналов, рассмотрены его ключевые компоненты и принципы работы. Приведены расчёты номиналов элементов и особенности их применения. Результаты исследования могут быть полезны для специалистов, занимающихся проектированием и эксплуатацией измерительных устройств в области высокочастотной электроники.

Список литературы

1. Fast, Voltage-Out DC-440 MHz, 95 dB Logarithmic Amplifier/ Analog Devices. 2005. C01084-0-6/05(E)

2. АЦП НА 3.5 Десятичных разряда с выходом на семисегментный индикатор. [Электронный ресурс]. attachment.php?id=206276 Дата обращения:13.12.2024 года.

3. Аналого-цифровой преобразователь/ Рижский завод полупроводниковых приборов – Рига, Латвия, 2003.

4. Проектирование измерительных устройств на базе опера ционных усилителей: метод. указания к курсовой работе по дисциплине «Электроника и микропроцессорная техника» / Владим. гос. ун-т ; сост. Ю.С. Клименков. – Владимир : Изд-во Владим. гос. ун-та, 2010. – 80 с.