【正文】 課程設計說明書 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 時鐘電路的設計 .................................................. 9 分頻電路 ........................................................... 10 數(shù)字鎖相環(huán) CC4046 ............................................... 11 分頻電路的設計 ................................................. 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 開關電容濾波器 ................................................. 14 濾波器電路設計 ................................................. 17 4 系統(tǒng)調(diào)試 ......................................................... 20 5 系統(tǒng)功能和指標參數(shù) ............................................... 21 系統(tǒng)功能 ........................................................... 21 系統(tǒng)指標參數(shù) ....................................................... 21 6 設計總結(jié)和體會 ................................................... 22 設計總結(jié) ........................................................... 22 設計的收獲體會 ..................................................... 22 致 謝 ........................................................... 23 【參考文獻】 ....................................................... 23 附錄 抗混疊濾波電路總圖 ............................................ 24 第 1 頁 西華大學課程設計說明書 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。 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。 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。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。 第 2 頁 西華大學課程設計說明書 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,失真度最大可達到 70 dB,工作溫度范圍 co0 ～ co70? 。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，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。 在此間，先要對隔 直 比較 整 形 鎖相環(huán) 濾 波 輸 入 輸 出 前置放大 抗混濾波 加法電路 時鐘電路 偏置電路 電 源 電 路 分頻電路 第 4 頁 西華大學課程設計說明書 說明書 輸入的信號進行 隔直、平移、整形 。加法電路除了可以消除零點電壓外， 還可以起到一定的放大作用。對于頻譜分析儀，顯然要求抗混疊濾波的性能很好，所以，本次設計選用了方案二。此處就選用電壓跟隨器。結(jié)果如圖 所示： 圖 斷開開關結(jié)果顯示圖 閉合開關： 放大器正相輸入端電壓為 +，輸出電壓也為 +。 Vi=～ ，所以交流側(cè)電壓大于 （電解電容非常大）。綜上所訴交流變壓器負邊輸 出電壓選取 16V。小型電源變壓器的效率一般為 75%左右，因此電源變壓器的輸入功率為： 。根據(jù) CRL =（ 3 ～ 5） T/2則： fRLTC ?1600~1000/]2/)5~3[( ?? （式 321） 電容耐壓應大于 acV? 即： VV c ???? （式 322） 其中 250/220 是考慮市網(wǎng)電源電壓過高時情況。 本設計中的時鐘電路采用的是 ICL8038 單片集成電路函數(shù)發(fā)生器。 3/Vcc 由內(nèi)部電阻分壓網(wǎng)絡提供。開關斷開時，恒流源 AI 向電容 C 充電，當電容 c 上電壓充電至電源電壓的 2／ 3時， 比較器 A1置位觸發(fā)器，使開關由斷開轉(zhuǎn)為接通， 電容 c 的電荷經(jīng)恒流源 2 BI 以恒流放電，電容 c 上的電壓直線下降，當降至電源電壓的 1／ 3時， 比較器 A2復位觸發(fā)器，使開關由接通轉(zhuǎn)換為斷開，由恒流源 AI 再次向電容 C充電，如此反復， 可得到振幅為 1／ 3V 的三角波，經(jīng)過內(nèi)部的三角波／正弦波變換器輸出正弦波。 時鐘電路的設計 ICL8038 組成的函數(shù)發(fā)生器如圖 所示 。此處， 8V 是由 7 腳提供固定電位的，這時，輸出頻率 of 僅由 AR 、 BR 及電容 C 決定。本設計所采用的分頻電路是由數(shù)字鎖相環(huán) CC4046 構(gòu)成的。相位比較器 PC1是個異或門，具有較好的噪聲抑制能力， 但必須在 3腳和 14腳上用對稱的方波 (即占空比為 50 )激勵能獲得最大的鎖定范圍。之間