【導讀】本ben實shi驗yan活huo動dong的de目mu標biao是shi研yan究jiu多duo相xiang濾lv波bo器qi作zuo為wei正zheng交jiao信xin號hao生sheng成cheng技ji術shu
，並bing生sheng成cheng差cha分fen可ke調tiao諧xie放fang大da器qi
，去qu創chuang建jian一yi個ge多duo相xiang放fang大da器qi或huo者zhe濾lv波bo器qi，能neng夠gou生sheng成cheng輸shu入ru信xin號hao源yuan的de四si個ge正zheng交jiao相xiang位wei（即以90°為增量的相位）。

目標

本ben實shi驗yan活huo動dong的de目mu標biao是shi研yan究jiu多duo相xiang濾lv波bo器qi作zuo為wei正zheng交jiao信xin號hao生sheng成cheng技ji術shu
，並bing生sheng成cheng差cha分fen可ke調tiao諧xie放fang大da器qi，去qu創chuang建jian一yi個ge多duo相xiang放fang大da器qi或huo者zhe濾lv波bo器qi，能neng夠gou生sheng成cheng輸shu入ru信xin號hao源yuan的de四si個ge正zheng交jiao相xiang位wei（即以90°為增量的相位）。

背景知識

正交頻率轉換在現代無線收發器架構中很常見，因為當今的數字通信係統中同時部署了幅度調製和相位調製。

圖1顯示了簡化的一階多相電路，通常部署在許多諸如ADL5380這樣的正交解調器中。這個簡單的多相電路由互補的RC子電路組成。從輸入到一個輸出的低通傳遞函數在轉折頻率處使相位偏移–45°，而到另一個輸出的高通傳遞函數在轉折頻率處使相位偏移+45°。兩個輸出之間的淨相位差為90°。如果兩個路徑的R和C值匹配，則兩條路徑具有相同轉折頻率，更重要的是

，在所有頻率下
，一個輸出的相位都與另一個輸出保持90°的相移。兩個輸出信號（LO I 0°和LO Q 90°）的相對幅度僅在兩個RC路徑的–3 dB轉折頻率處相等。

圖1.簡化的一階多相濾波器。

正交本振(LO)信號的產生是邊帶抑製外差接收器中的一個重要功能模塊。正交精度，即同相和正交90°相移信號的相位精度，直接決定了鏡像抑製比(IRR)
，這是決定接收器靈敏度的重要規格參數。

材料

►ADALM2000主動學習模塊

►無焊試驗板和跳線套件

►兩個1 nF電容（標記為102）

►兩個1 kΩ電阻

說明

在無焊試驗板上構建圖2所示的多相濾波器電路。

圖2.多相濾波器電路。

硬件設置

圖2中的藍色方塊表示連接ADALM2000模塊AWG和示波器通道的位置。試驗板電路參見圖3。

圖3.簡化的一階多相濾波器試驗板連接。

在Scopy中打開網絡分析儀軟件工具。配置頻率掃描範圍，起始頻率為10 kHz，停止頻率為30 MHz。將幅度設置為2 V，將偏置設置為零。選中示波器通道下拉菜單下的使用通道1作為參考框
，以測量一個輸出路徑相對於另一個輸出路徑的相位。見圖4。

圖4.Scopy網絡分析儀輸出。

程序步驟

根據您使用的R和C值來計算預期的RC轉折頻率。運行一次頻率掃描並確保將數據保存到.csv文件中，以便之後在MATLAB®或Excel中使用。

差分多相調諧放大器

通過在NPN差分放大器中添加二階LC和CL低通和高通濾波器部分作為差分輸出負載，可以生成輸入正弦波信號的所有四個90°相位（0°、90°
、180°和270°）。圖5所示就是這種調諧放大器。

材料

►ADALM2000主動學習模塊

►無焊試驗板和跳線套件

►一對SSM2212 NPN匹配晶體管（Q1、Q2）

►兩個2N3904 NPN晶體管（Q3
、Q4）

►兩個100 μH電感器（各種具有其他值的電感器）

►兩個1 nF電容（標記為102）

►兩個0.1 μF電容（標記為104）

►兩個10 Ω電阻

►兩個150 Ω電阻

►兩個470 Ω電阻

►三個1 kΩ電阻

►一個10 kΩ電阻

►所需的其他電阻和電容

說明

在無焊試驗板上構建圖5所示的電路。使用 SSM2212 匹配的晶體管對作為 Q1 和 Q2。晶體管Q3和Q4可以是2N3904器件。設置L1 = L2 = 100 μH

，C1 = C2 = 1 nF。R1應等於R2，並使用值470 Ω。同樣
，R3應等於R4，並使用值150 Ω。

圖5.多相放大器。

圖6.多相放大器試驗板連接。

硬件設置

圖5中的藍色方塊表示連接ADALM2000模塊AWG、示波器通道和電源的位置。確保在反複檢查接線之後，再打開電源。試驗板電路參見圖6。

打開電源電壓控製窗口，先接通再斷開固定的+5 V和-5 V電源。在Scopy中打開網絡分析儀軟件工具。配置頻率掃描範圍，起始頻率為100 Hz
，停止頻率為30 MHz。將幅度設置為1 V，將偏置設置為零。

程序步驟

根據您使用的L和C值來計算預期的LC轉折頻率。

接通電源。通過交流耦合電容器（圖5中的C4），將示波器輸入通道2交替連接到電阻器R1
、R2

、R3和R4末mo端duan的de四si個ge可ke能neng的de輸shu出chu。運yun行xing單dan次ci頻pin率lv掃sao描miao並bing將jiang每mei次ci掃sao描miao存cun儲chu在zai波bo形xing快kuai照zhao中zhong，以yi比bi較jiao每mei個ge輸shu出chu的de相xiang對dui增zeng益yi和he相xiang位wei響xiang應ying。請qing務wu必bi將jiang所suo有you頻pin率lv掃sao描miao數shu據ju導dao出chu到dao.csv文件

，以便采用Excel或MATLAB進行深入分析。

使用示波器和函數發生器軟件儀器（在時域中）
，將AWG頻率設置為諧振頻率
，並將幅度設置為1 V峰峰值。在示波器通道1上觸發。觀察四個輸出的相對幅度和相位
，並將每個波形存儲在通道2上作為參考通道
，以比較每個輸出的幅度和相位。參見圖7至10。

圖7.0°相移。

圖8.90°相移。

圖9.180°相移。

圖10.270°相移。

（來源：ADI公司，作者：Antoniu Miclaus，係統應用工程師Doug Mercer，顧問研究員）

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