\chapter{Praktická realizace převodníků}
Pro praktickou realizaci jsem vybral takové převodníky, které při simulacích vykazovali nejlepší vlastnosti, zejména pak největší šířku pásma, jako bylo uvedeno v~předchozí kapitole. Tyto převodníky jsou vyobrazeny na Obr. 6.17. Konkrétně se pak jednalo o~tři desky plošných spojů (U/Udif, Udif/Idif, Idif/U), které jsem navrhl v~programu Eagle (viz. příloha A). Vstupy a výstupy těchto převodníků jsou zajištěny pomocí BNC konektorů pro možnost jejich snadného propojení a~hlavně možnost vložení měřeného kmitočtového filtru pracujícího v~proudovém módu. První dva převodníky jsou na samostatných deskách z~důvodu jejich lepší testovatelnosti. Pasivní součástky jsem vybíral z~odporové řady E24 a~mohlo tak u~některých z~těchto součástek dojít k~drobné změně použité hodnoty oproti simulacím. Jako pouzdro pro tyto součástky bylo použito velikosti 0805. Kondenzátory o~velmi malých hodnotách (700~fF) byly zrealizovány pouze v~podobě neosazených pájecích plošek. Tyto pájecí plošky by měly mít podobnou (parazitní) kapacitu.

Samotná měření poté probíhala za obvodového analyzátoru přístroje Agilent 4395A, který měřil dané převodníky při nastavené úrovni výstupního signálu -12~dBm od hodnoty 1~kHz do 500~MHz s~měřící šířkou pásma po 300~Hz. Jako zdroj napájecího napětí jednotlivých převodníků byl použit přístroj HP~E3631A.

\section{Realizace převodníku U/Idif}
Převodník jednoduchého napětí na diferenční proud byl zrealizován pomocí dvou desek plošných spojů, které se následně propojily za pomocí BNC kabelů. První deska obsahuje převodník jednoduchého napětí na symetrické napětí (U/Udif), jak je patrné z~Obr.~4.4. Tato deska obsahuje diferenční obvod THS4511, který je umístěn v~patici QFN16 a~jevil se při simulacích jako nejvhodnější. Na druhé desce plošného spoje se nachází dvě stejná zapojení z Obr.~4.5, kdy každé z~nich převádí napětí na proud, a~tak plní funkci převodníku Udif/Idif. Jako obvod CCII je použit OPA861 umístěný v pouzdře SOT-23. Tyto dvě desky jsou spojeny v~sérii, jejich spojení a~hodnoty použitých součástek je na Obr.~6.17 v~horní části, od vstupního napětí po svorky A~a~B.

Výsledné průběhy kmitočtových charakteristik jsou na Obr.~7.1 a Obr.~7.2 pro modul fáze. Z~grafů tak můžeme vyčíst, že pro pokles o tři decibely má tento převodník šířku pásma okolo 60~MHz a pro modul fáze při poklesu od 45° hodnotu 8~MHz. Při simulacích tyto šířky pásma dosahovaly hodnot přes 1~GHz a 250~MHz fáze. K~těmto hodnotám se při reálném zapojení nelze ani přiblížit, už jen díky technologii výroby desek plošných spojů, která je použitelná přibližně do hodnoty 100~MHz, ale i~tak naměřené výsledky nejsou nijak špatné. Z~grafů si lze povšimnout ideálně stejného průběhu signálů až do vysokých frekvencí, jen při fázové charakteristice je posunut signál Iout2 o~180°.

\begin{figure}[!h]
  \begin{center}
    \includegraphics[scale=0.40]{mereni/uidif}
  \end{center}
  \caption{Změřená přenosová charakteristika převodníku jednoduchého napětí na diferenční proud}
\end{figure}


\begin{figure}[!h]
  \begin{center}
    \includegraphics[scale=0.60]{mereni/uidif1}
  \end{center}
  \caption{Změřená fázová charakteristika převodníku jednoduchého napětí na diferenční proud}
\end{figure}
~
\newpage
\section{Realizace převodníku Idif/U}
Převodník diferenčních proudů na jednoduché napětí byl realizován ze zapojení na Obr.~4.7, nebo také ve spodní části Obr.~6.17, kde se nachází i~hodnoty použitých součástek. Toto zapojení obsahuje obvod THS3202 v~pouzdře SOIC~08 a~THS3201 v~pouzdře SOT23-5. Oba tyto obvody jsou téměř totožné. Obvod THS3202 je duální, což působí jako by v~jednom pouzdře byly dva obvody THS3201.

Měření tohoto převodníku bylo bohužel z~nezjištěných příčin mírně nestabilné. Přesto se podařilo naměřit hodnoty šířky pásma, i~když je vidět mírné kolísání průběhu signálu po celé délce. Pro Iout1 byla šířka pásma 96~MHz a~11~MHz pro modul fáze, u~Iout2 přibližně 22~MHz a~13~MHz pro fázi. V~simulacích dosahovaly hodnoty kmitočtu k~1~GHz a~250~MHz pro fázi. U~převodníku je taktéž vidno opačné fáze signálu. Průběhy přenosové charakteristiky a~fázové charakteristiky jsou na Obr.~7.3 a~Obr.~7.4.

\begin{figure}[!h]
  \begin{center}
    \includegraphics[scale=0.60]{mereni/idifu}
  \end{center}
  \caption{Změřená přenosová charakteristika převodníku diferenčního proudu na jednoduché napětí}
\end{figure}


\begin{figure}[!h]
  \begin{center}
    \includegraphics[scale=0.60]{mereni/idifu1}
  \end{center}
  \caption{Změřená fázová charakteristika převodníku diferenčního proudu na jednoduché napětí}
\end{figure}

\newpage
\section{Zapojení kompletního převodníku U/Idif/U}
Kompletní převodník vznikl spojením do série všech tří desek plošných spojů s~jednotlivými převodníky a~následného změření šířky pásma pro přenos a~fázi signálu a~také zjištění celkového přenosu signálu, které by mělo být ideálně 0~dB. Takto složený převodník se nachází na Obr.~6.17.

Z Obr.~7.5 je vidno, že pro kompletní převodník je šířka pásma okolo 38~MHz a~pro fázi 5~MHz. Tyto hodnoty nejsou nikterak špatné, nicméně celkový přenos poklesl o~-3~dB, což není požadováno. Tento pokles mohl částečně vzniknout nepřesností pasivních součástek a~výběrem těchto součástek z~řady E24. Taktéž mohou být na vině relativně dlouhé koaxiální kabely nebo samotné desky plošných spojů. V~simulacích dosahoval takto složený převodník hodnot šířky pásma 714~MHz a~107~MHz pro fázi. Přesto se tyto naměřené hodnoty dají posuzovat za uspokojivé.

Jelikož se zdál pokles o~-3~dB poměrně velký, vyzkoušel jsem ještě jiný převodník diferenčních proudů na jednoduché napětí, který jsem měl na pracovišti k~dispozici a~který byl již ověřený z~předchozích prací studentů. Tento převodník jsem připojil do série s~mým převodníkem U/Idif a~vyzkoušel jsem tak celkový přenos a~jeho šířku pásma. Při tomto měření se zjistila šířka pásma 36~MHz a~s~šířkou pásma 5~MHz pro fázi. Ovšem celkový přenos poklesl jen o~-1.5~dB a~tak bych usoudil jako vhodnější používat tuto kombinaci převodníků pro následující využití při měření kmitočtových filtrů. Průběh i~pro tento odměřený převodník se nachází v~Obr.~7.5. a~Obr.~7.6. Problematický převodník Idif/U byl mnoha způsoby restován, byly měněny vybrané pasivní součástky, avšak nepodařilo se dojít k příčině poklesu o~3~dB.

\begin{figure}[!h]
  \begin{center}
    \includegraphics[scale=0.60]{mereni/komplet}
  \end{center}
  \caption{Změřená přenosová charakteristika kompletního převodníku U/Idif/U}
\end{figure}


\begin{figure}[!h]
  \begin{center}
    \includegraphics[scale=0.60]{mereni/komplet1}
  \end{center}
  \caption{Změřená fázová charakteristika kompletního převodníku U/Idif/U}
\end{figure}