射釘擊發(fā)器——開關(guān)增益運(yùn)算放大器作為檢相器或混頻器

   一些運(yùn)算放大器，比如analogdevices公司的ad8041和intersil公司的el5100，供應(yīng)禁用引腳，它使我們能把數(shù)個(gè)運(yùn)算放大器的輸出并聯(lián)用于視頻多路傳輸。除了這種多路傳輸以外，我們還能用這種禁用功用把運(yùn)算放大器配備作為檢相器或混頻器。圖1描寫了禁用功用怎樣結(jié)束低頻檢相器。我們能夠按相位參看信號的速率來開關(guān)該電路的放大器的增益。這么做會(huì)在運(yùn)算放大器的輸出端發(fā)作dc分量。該分量與輸入信號的相位與參看信號的相位之間的相位差成正比。

   在該電路中，運(yùn)算放大器的輸出為：vout(t)=vin(t)×g(t)，其間vin(t)=a cos(wreft+q)，g(t)為運(yùn)算放大器的時(shí)變增益。g(t)是50%占空比的方波，它以相位參看信號的頻率從0切換至g0。g0是運(yùn)算放大器被啟用時(shí)的增益。因?yàn)間(t)是時(shí)變周期函數(shù)，因而把它拓展成傅里葉級數(shù)：g(t)=g0[1/2+2/p{cos(wreft)-1 /3cos(3wreft)+1/5cos(5wreft)+…}]。把vin(t)乘以g(t)，并只保存dc項(xiàng)，則輸出的dc分量為 vout(dc)=(ag0/p)cos(q)。圖1中的el5100運(yùn)算放大器具有200mhz單位增益帶寬，并且假定把最少為0v~4v的方波施加到輸出禁用端子（引腳8），就能通/斷該放大器的輸出。運(yùn)用所示的反響電阻，并且g0=3，檢相器的峰值輸出電壓約等于輸入信號的峰值。el5100的禁用時(shí)間為180ns，啟用時(shí)間為650ns，這使我們能按大約250khz頻率開關(guān)該器材的增益。在更高頻率時(shí)，檢相器的增益下降，這是因?yàn)樵鲆骈_關(guān)不再具有50%占空比。

運(yùn)算放大器往后的低通濾波器獲取vout(t)的dc分量，并在800hz有一個(gè)3db點(diǎn)。當(dāng)檢相器位于pll（鎖相環(huán)）內(nèi)部時(shí)，與0.1mf分流電容串聯(lián)的100ω電阻會(huì)捆綁濾波器的相位滯后。圖1中的各值供應(yīng)了大約65°的最大相位滯后。用5v和-5v電源使檢相器的輸出擺幅在大約0v方位對稱。假定方案方案無需對稱，我們就可運(yùn)用單一5v電源，并且運(yùn)算放大器的正偏移偏壓為2.5v。在這種情況下，輸出擺幅關(guān)于 2.5v對稱。正如悉數(shù)寬帶寬運(yùn)算放大器電路那樣，我們應(yīng)當(dāng)小心腸用短聯(lián)接把電源旁路電容器連至地，并盡可能靠近運(yùn)算放大器的電源引腳，以避免不穩(wěn)定性。

這個(gè)增益開關(guān)方案還可作為混頻器。假定輸入信號位于頻率ws，參看方波輸入位于頻率wlo，則中頻輸出信號為(wlo-ws)或(wlo+ws)。如需取得期望的中頻信號，可把圖1中的輸出低通濾波器替換成一個(gè)調(diào)諧至中頻頻率期望值(wlo±ws)的帶通濾波器。假定參看信號的開關(guān)速率高于禁用功用所能供應(yīng)的頻率，則可運(yùn)用諧波混頻，運(yùn)用參看信號的奇次諧波。該辦法使混頻器的增益降至正本的1/n，其間n是所用n次諧波的數(shù)量。