由图5和图6可见,在选取R1=6.56 kΩ和R2=15.8 kΩ后,可调电位器的阻值步进使控制电压处于线性段,从而达到线性调节通道增益的目的。
5 数字电位器X9312
X9312为InterSIL公司的数字电位器,其主要性能参数如表3所示。
由表3可知,X9312满足多通道接收机增益调整电路对数字电位器的所有要求,下面主要对该器件RW电阻和温度系数对控制端电压的影响及接口设计进行简要分析。
5.1 滑动端电阻RW对控制端电压的影响
RW为数字电位器的触头电阻,电路中相当于在图3所示的R2和R_VAR之间串联了一个40 Ω的电阻。该电阻与R2(15.8 kΩ)串联分压最大为75 nV,所以可忽略该电阻对通道增益的影响。
5.2 温度系数对控制端电压的影响
X9312温度系数为±20 ppm,当R_VAR阻值为10 kΩ时,全温度范围内电阻值变化为±0.2 Ω,对分压基本无影响,所以认为数字电位器阻值在全温度范围内不变。
5.3 数字电位器控制电路设计
数字电位器通过处理机和三根数据线进行电阻的调节和数据的锁存,在此不详细分析其控制时序,仅讨论端的电路设计。
端在器件工作期间保持为低电平。当端和端同时为高时将当前的寄存器数据锁存入存储器,达到重新上电后数字电位器阻值不变的目的。所以端需要工作在高或者低的状态下,为达到该目的,将端通过10 kΩ下拉电阻进行接地。加过下拉电阻后的端正常工作时为低电平,需要锁存数据时,外部将该端电平设置为高即可。控制接口电路图如图7所示。
6 高低温测试数据分析
在高温和低温条件下对数字电位器电路进行测试,为了忽略放大器增益随温度变化对数字电位器分压特性的影响,选择测量V_ADJ端电压进行记录。只要V_ADJ端控制电压控制特性良好就说明数字电位器有良好的分压特性。
全温度范围内测得的V_ADJ端电压与仿真及计算结果相同,控制端电压变化小于1 mV,所以仅用常温数据绘制V_ADJ电压与数字电位器控制值的关系。结果如图8所示。
由图8可知,当数字电位器的控制值步进时,V_ADJ端电压近似线性地进行步进,从而使放大器增益以0.47 dB步进调整。证明可以用数字电位器来代替模拟电位器进行多通道接收机的幅度校准。
7 结语
由上述论述可知,X9312完全可以满足雷达多通道接收机对增益调整的要求。所需外围电路与传统的机械电位器相比有所增加,但是可以明显地提高雷达多通道接收机在温度、湿热和振动条件下的可靠性。