【正文】 第 0 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 說明書 目 錄 ............................................................. 1 .................................................. 2 方案比較 ............................................................ 3 方案論證 ............................................................ 3 方案選擇 ............................................................ 4 3 單元模塊設(shè)計 ...................................................... 5 前置放大器 .......................................................... 5 電源電路 ............................................................ 6 時鐘電路 ............................................................ 8 的 簡介 ................................................... 8 時鐘電路的設(shè)計 .................................................. 9 分頻電路 ........................................................... 10 數(shù)字鎖相環(huán) CC4046 ............................................... 11 分頻電路的設(shè)計 ................................................. 12 抗混疊濾波電路 ..................................................... 13 產(chǎn)生混疊的來源 ................................................. 13 抗混疊濾波器的選擇 ............................................. 13 開關(guān)電容濾波器 ................................................. 14 濾波器電路設(shè)計 ................................................. 17 4 系統(tǒng)調(diào)試 ......................................................... 20 5 系統(tǒng)功能和指標(biāo)參數(shù) ............................................... 21 系統(tǒng)功能 ........................................................... 21 系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù) ....................................................... 21 6 設(shè)計總結(jié)和體會 ................................................... 22 設(shè)計總結(jié) ........................................................... 22 設(shè)計的收獲體會 ..................................................... 22 致 謝 ........................................................... 23 【參考文獻(xiàn)】 ....................................................... 23 附錄 抗混疊濾波電路總圖 ............................................ 24 第 1 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 說明書 隨著 “ 信息時代 ” 的到來 ,對信號的分析顯得越來越重要。而 頻譜 分析儀對于信號分析來說是不 可少的 。它是利用頻率域?qū)π盘栠M行分析、研究，同時也應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，如通訊發(fā)射機以及干擾信號的測量，頻譜的監(jiān)測，器件的特性分析等等 。 各行各業(yè)、各個部門對頻譜分析儀應(yīng)用的側(cè)重點也不盡相同。 但是，無論在哪一個行業(yè)，我們都要求頻譜分析儀具有良好的抗混疊濾波作用，以防止外界的干擾。其中， MAXIM 公司生產(chǎn)的MAX291/292/293/294/295/296/297 系列 8階低通開關(guān)電容濾波器由于使用方便（基本上不需外接元件）、設(shè)計簡單（頻率響應(yīng)函數(shù)是固定的，只需確定其拐角頻率即截止頻率 )、尺寸?。ㄓ?8pin DIP 封 裝）等優(yōu)點，在 ADC 的反混疊濾波、噪聲分析、電源噪聲抑制等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 MAX291/295 為巴特 沃思 型濾波器，在通頻帶內(nèi)，它的增益最穩(wěn)定，波動小，主要用于儀表測量等要求整個通頻帶內(nèi)增益恒定的場合。 MAX292/296 為貝塞爾（ Bessel）濾波器，在通頻帶內(nèi)它的群時延時恒定的，相位對頻率呈線性關(guān)系，因此脈沖信號通過MAX292/296 之后尖峰幅度小，穩(wěn)定速度快。 MAX293/294/297 為 8階圓型（ Elliptic）濾波器，它的滾降速度快，從通頻帶到阻帶的過渡帶可以作得很窄。在 橢圓型濾波器中，第一個傳輸零點后輸出將隨頻率的變高而增大，直到第二個零點處。這樣幾番重復(fù)就使頻響呈現(xiàn)波浪形。在 MAX29X 系列濾波器集成電路中，除了濾波器電路外還有一個獨立的運算放大器（其反相輸入端已在內(nèi)部接地）。用這個運算放大器可以組成配合 MAX29X系列濾波器使用后的濾波、反混濾波等連續(xù)時間低通濾波器。 為實現(xiàn)頻譜分析儀的抗混疊濾波，在系統(tǒng)構(gòu)建時選取了 MAXIM 公司生產(chǎn)的 MAX291巴特 沃思 型濾波器 。同時采用了 ? A741 運算放大器組成反相加法電路與 MAX291 相連。并且 ,由 ICL8038 和 CC4046 為其提供時鐘信號。 第 2 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 說明書 頻譜分析儀的信號流程如圖 ,本 文只要求設(shè)計抗混疊濾波部分，并且要求中心頻率為 5KHz,3dB帶寬為 2 KHz,動態(tài)范圍 120dB,失真度最大可達(dá)到 70 dB,工作溫度范圍 co0 ～ co70? 。 圖 頻譜分析儀的信號流程 理論上如果遵守抽樣定律，即 sf ≥ 2 cf ,就可以避免鏡像效應(yīng)產(chǎn)生。實際上的信號譜 并不是矩形截止的，同時由于時域有限，高頻分量不可避免。因此，在進行信號處理之前，采用模擬低通濾波器來抑制大于 sf /2的信號頻率，這就是抗鏡像濾波器 (也稱作抗混疊濾波器 )。在通帶范圍，為了不產(chǎn)生畸變，希望他有平坦的振幅特性和緩變的相位特性；為了抑制鏡像效應(yīng)，要求他有足夠的阻帶衰減；而為了獲得盡可能大的分析范圍，又不至于產(chǎn)生頻譜折疊，希望過渡帶陡峭。 第 3 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 說明書 方案比較