開(kāi)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,提供禁用引腳,它使人們能把數(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,人們還能用這種禁用功能把運(yùn)算放大器配置作為檢相器或混頻器。圖1描繪了禁用功能如何實(shí)現(xiàn)低頻檢相器。人們可以按相位參考信號(hào)的速率來(lái)開(kāi)關(guān)該電路的放大器的增益。這么做會(huì)在運(yùn)算放大器的輸出端產(chǎn)生DC分量。該分量與輸入信號(hào)的相位與參考信號(hào)的相位之間的相位差成正比。
運(yùn)算放大器之后的低通濾波器提取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)限制濾波器的相位滯后。圖1中的各值提供了大約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位置對(duì)稱。如果設(shè)計(jì)方案無(wú)需對(duì)稱,人們就可使用單一5V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(duì)稱。正如所有寬帶寬運(yùn)算放大器電路那樣,人們應(yīng)該小心地用短連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(kāi)關(guān)方案還可作為混頻器。如果輸入信號(hào)位于頻率wS,參考方波輸入位于頻率wlo,則中頻輸出信號(hào)為(wlo-wS)或(wlo+wS)。如需獲得期望的中頻信號(hào),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。如果參考信號(hào)的開(kāi)關(guān)速率高于禁用功能所能提供的頻率,則可利用諧波混頻,使用參考信號(hào)的奇次諧波。該方法使混頻器的增益降至原來(lái)的1/N,其中N是所用N次諧波的數(shù)量。