變頻式射頻密碼鎖控制軟件混頻器設(shè)計(jì)論文-文庫(kù)吧
2025-06-10 01:50 本頁(yè)面
【正文】 7月03日：提交實(shí)物，答辯學(xué)科部主任審查意見(jiàn)： 簽字： 年 月 日目 錄一、引言 9 研究目的與意義 9 研究背景 10 11 11 12 13 14 multisim仿真 14 Altium Designer繪制PCB板 14 腐蝕電路板 14 焊接電路 14 測(cè)試及修改電路 15二、混頻器理論基礎(chǔ) 15 15二極管環(huán)形混頻器原理及基本組成 15 16 17 17 18三、multisim設(shè)計(jì)及仿真 21 二極管環(huán)形混頻器設(shè)計(jì) 21： 23 25 RLC串聯(lián)濾波器 25 有源帶通濾波器 25 26 方案選擇 28 AD831芯片管腳 29 AD831芯片內(nèi)部原理圖 30 AD831雙電源低功耗供電模式 32四、 Altium Designer繪制PCB板 32 二極管環(huán)形混頻器的原理圖設(shè)計(jì) 32 二極管環(huán)形混頻器的PCB設(shè)計(jì) 33 AD831模擬乘法器芯片實(shí)現(xiàn)混頻電路 33 33 AD831混頻器原理圖繪制及說(shuō)明 36 AD831混頻器PCB繪制及說(shuō)明 374 腐蝕電路板 38 39六、電路焊接44一、引言 在當(dāng)今社會(huì)，安全防盜已成為社會(huì)問(wèn)題，而鎖自古以來(lái)就是防盜的重要工具，目前國(guó)內(nèi)大部分人使用的還是傳統(tǒng)的機(jī)械鎖，然而，眼下假冒偽劣的機(jī)械鎖互開(kāi)率非常之高，此外，即使是一把質(zhì)量過(guò)關(guān)的機(jī)械鎖，通過(guò)急開(kāi)鎖，甚至可以在不損壞鎖的前提下將鎖打開(kāi)。機(jī)械鎖的這些弊端為一種新型的鎖——電子密碼鎖，提供了很大的發(fā)展空間。 從目前的技術(shù)水平和市場(chǎng)認(rèn)可程度看，使用最為廣泛的是鍵盤(pán)式電子密碼鎖，該產(chǎn)品主要應(yīng)用于保險(xiǎn)箱、保險(xiǎn)柜和取款機(jī)，由于人們對(duì)安全的重視和科技的發(fā)展，許多電子智能鎖（指紋識(shí)別、IC卡辨認(rèn)）已在國(guó)內(nèi)外相繼面世。但是這些產(chǎn)品的特點(diǎn)是針對(duì)特定的指紋和有效卡，只能適用于保密要求的箱、柜、門(mén)等。而且指紋識(shí)識(shí)別器在公共場(chǎng)所使用存在容易機(jī)械損壞，IC卡還存在容易丟失、損壞等缺點(diǎn)，再加上其成本較高，一定程度上限制了這類(lèi)產(chǎn)品的普及和推廣。鑒于目前的技術(shù)水平與市場(chǎng)的接受程度，鍵盤(pán)式電子密碼鎖是這類(lèi)電子防盜產(chǎn)品的主流。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，電子密碼防盜鎖作為防盜衛(wèi)士的作用也日趨重要。電子密碼鎖是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、數(shù)字密碼技術(shù)為一體的機(jī)電一體化高科技產(chǎn)品，具有安全性高，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。 電子密碼鎖是一種通過(guò)密碼輸入來(lái)控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開(kāi)關(guān)的閉合，完成開(kāi)鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。它的種類(lèi)很多，有簡(jiǎn)易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性?xún)r(jià)比較高的產(chǎn)品。現(xiàn)在應(yīng)用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其性能和安全性已大大超過(guò)了機(jī)械鎖。 研究目的與意義本次課程設(shè)計(jì)我們分不同小組實(shí)現(xiàn)射頻式電子密碼鎖的不同模塊。第一組：研制寬帶雙路放大器，帶寬30M，增益40dB，輸入阻抗和輸出阻抗為75歐。第二組：構(gòu)建一單片機(jī)控制系統(tǒng)，要求具有不少于4個(gè)按鍵，產(chǎn)生一個(gè)具有低相位抖動(dòng)時(shí)鐘信號(hào)，頻率在10100M可調(diào)。第三組：構(gòu)建一個(gè)混頻電路，工作帶寬分別30M。第四組：設(shè)計(jì)調(diào)制、解調(diào)電路模塊。各個(gè)小組協(xié)同工作，共同完成射頻電子密碼鎖的設(shè)計(jì)。我們組設(shè)計(jì)的是混頻器模塊，顧名思義，混頻器是將信號(hào)頻率由一個(gè)量值變換為另一個(gè)量值的過(guò)程。具有這種功能的電路稱(chēng)為混頻器（或混頻器）。一般用混頻器產(chǎn)生中頻信號(hào)：混頻器將天線(xiàn)上接收到的信號(hào)與本振產(chǎn)生的信號(hào)混頻，cosαcosβ=[cos(α+β)+cos(αβ)]/2其中α為信號(hào)頻率量，β為本振頻率量，產(chǎn)生和差頻。當(dāng)混頻的頻率等于中頻時(shí)，這個(gè)信號(hào)可以通過(guò)中頻放大器，被放大后，進(jìn)行峰值檢波。檢波后的信號(hào)被視頻放大器進(jìn)行放大，然后顯示出來(lái)。由于本振電路的振蕩頻率隨著時(shí)間變化，因此頻譜分析儀在不同的時(shí)間接收的頻率是不同的。當(dāng)本振振蕩器的頻率隨著時(shí)間進(jìn)行掃描時(shí)，屏幕上就顯示出了被測(cè)信號(hào)在不同頻率上的幅度，將不同頻率上信號(hào)的幅度記錄下來(lái)，就得到了被測(cè)信號(hào)的頻譜。在射頻電子密碼鎖中，我們的混頻器模塊承接第二組的信號(hào)發(fā)生器，對(duì)其輸出的調(diào)制信號(hào)進(jìn)行混頻，輸出到中頻放大器，用于信號(hào)解調(diào)。 研究背景混頻器是微波集成器件中必不可少的部件，在微波通信、雷達(dá)、遙控、遙感、偵查與電子對(duì)抗系統(tǒng)、以及微波測(cè)量系統(tǒng)中，將微波信號(hào)用混頻器降到中低頻進(jìn)行處理。經(jīng)過(guò)混頻后得到的中頻信號(hào)比原始信號(hào)高，那么此種混頻方式叫做上變頻。由于變頻獲得的中頻頻率較高，所以對(duì)接收機(jī)中中頻放大、濾波、解調(diào)都提出了更高要求，使整個(gè)接收機(jī)成本較高。上變頻可獲得極高的抗鏡像干擾能力，且可獲得整個(gè)頻段內(nèi)非常平坦的頻率響應(yīng)。綜合以上因素，使這種變頻方式通常只有軍用等特殊場(chǎng)合（如軍用電臺(tái)）得到廣泛應(yīng)用，但在民用級(jí)產(chǎn)品中極少見(jiàn)到。 圖一：上變頻原理示意在超外差式接收機(jī)中，如果經(jīng)過(guò)混頻后得到的中頻信號(hào)比原始信號(hào)低，那么此種混頻方式叫做下變頻。由于下變頻方式的電路簡(jiǎn)單，成本較低，所以被廣泛應(yīng)用于民用設(shè)備和對(duì)性能要求不高的軍用設(shè)備中。下變頻的目的是為了降低信號(hào)的載波頻率或是直接去除載波頻率得到基帶信號(hào)。下變頻方式最大的缺點(diǎn)是對(duì)鏡像干擾的抑制能力較差。 圖二：下變頻原理示意接收機(jī)的關(guān)鍵部件之一是晶體檢波器或二極管混頻器，edwin armstrong首次采用真空管作為混頻器，將入射的頻率變?yōu)橹蓄l，再經(jīng)過(guò)很好的選擇性信號(hào)放大或檢波。二戰(zhàn)期間，伴隨著雷達(dá)的發(fā)展，微波混頻器有了進(jìn)一步的發(fā)展，直到上世紀(jì)50年代末，系統(tǒng)噪聲系數(shù)才可以達(dá)到7dB。從微波到毫米波頻率范圍內(nèi)，接收機(jī)靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍在很大程度上仍然要靠混頻器。目前，國(guó)內(nèi)外許多科研工作者對(duì)混頻器的理論分析和工程應(yīng)用都做了大量的研究。國(guó)外為優(yōu)良。 1994年，JcanM arc Mourant等人，設(shè)計(jì)了6I8GHz超寬帶鏡像抑制混頻器..
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