【正文】 ...................................... 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 原理圖及芯片封裝的繪制 ...................................................................... 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 .............................................................. 37 4 腐蝕電路板 ..................................................................................................................... 38 電路板腐蝕效果圖及注意事項(xiàng) .......................................................................... 39 VIII 六 、 電 路 焊 接 9 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)。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產(chǎn)品的普及和推廣。 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。 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。 第四組： 設(shè)計(jì)調(diào)制、解調(diào)電路模塊 。 一般用混頻器產(chǎn)生中頻信號(hào)： 混頻器將天線上接收到的信號(hào)與本振產(chǎn)生的信號(hào)混頻， cosα cosβ =[cos(α +β )+cos(α β )]/2 。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。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。 圖一：上變頻原理示意 11 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。 圖二：下變頻原理示意 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 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。國(guó)外 的研究起步早 .工藝也較為先進(jìn) .射頻微波混頻器主要為 MMIC 電路 .性能也較 為優(yōu)良。他們采用此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了超寬帶雙平衡 混頻器， LO 和 RF 的工作頻率在 426GHZ 范圍內(nèi)，中頻 IF 在 1GHz 以下，變頻損 耗在 10dB 以下 .此平面結(jié)構(gòu)為二極管的安裝帶來(lái)了方便。 20xx 年電子科技大學(xué)物理電子學(xué)院魏萍等人，采用了雙面微帶漸近線巴倫結(jié) 構(gòu)，研究設(shè)計(jì)了雙雙 平衡超寬帶微波混頻器，射頻 RF 和本振 LO 工作頻段為 IF 為 LO 到射傾 RF 端口的隔 離度大于 LO 到中頻 IF端口的隔離度大于 17dB。混頻器的主要參數(shù)如下： （ 1）噪聲系數(shù)：混頻器的噪聲定義為： NF=Pno/Pso Pno 是當(dāng)輸入端口噪聲溫度在所有頻率上都是標(biāo)準(zhǔn)溫度即 T0=290K 時(shí)，傳輸?shù)捷敵龆丝诘目傇肼曎Y用功率。主要由電路失配損耗，二極管的固有結(jié)損耗及非線性電導(dǎo)凈變頻損耗等引起。 （ 4）動(dòng)態(tài)范圍：動(dòng)態(tài)范圍是指混頻器正常工作時(shí)的微波輸入功率范圍。 （ 6）隔離度：混頻器隔離度是指各頻率端口間的相互隔離，包括本振與射頻，本振與中頻，及射頻與中頻之間的隔離。 （ 8）端口駐波比：端口駐波直接影響混頻器在 系統(tǒng)中的使用，它是一個(gè)隨功率、頻率變化的參數(shù)。 設(shè)計(jì)流程 multisim 仿真 利用 EDA 仿真軟件 multisim 對(duì)設(shè)計(jì)的混頻電路進(jìn)行仿真，通過(guò)對(duì)波形的觀測(cè)，確定混頻電路的設(shè)計(jì)是否能夠滿足要求。 測(cè)試及修改電路 測(cè)試電路，并且適當(dāng)調(diào)整元器件的參數(shù)，使輸出的中頻信號(hào)更加穩(wěn)定。若 。 相乘器、晶體三極管、晶體二極管等非線性器件均可實(shí)現(xiàn)混頻。為了讓二極管工作在開(kāi) 關(guān)狀態(tài)，要求本振信號(hào)的功率必須足夠大。 Ui(t)輸出信號(hào)。這些濾波器也可以用低通濾波器同高通濾波器組合來(lái)產(chǎn)生。 則有 2022000m a x )/(])/1[()/()()(LRLCLRjHjH????? ????? 1)//1(])/1()/1[()/()/(1222 ??????LRLCLCLCLRLC （＊） 設(shè)（＊）式左側(cè)為 21 ，則有 20 1)]/()/(1[1)]/([])/1[()/()(2222 ???????? RLRCLRLCLRjHcccccc ?????? 012 ?????? CRL cc ?? 故解之有 LCLRLRLCLRLRcc1)2(21)2(22221????????? 由此可以驗(yàn)證 LCcc 1210 ??? ???，與前面計(jì)算結(jié)果相同，故方法正確。 三、 multisim 設(shè)計(jì)及仿真 二極管環(huán)形混頻器設(shè)計(jì) 此電路圖是根據(jù)二極管環(huán)形混頻器進(jìn)行設(shè)計(jì)的上變頻混頻器，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，濾波清晰，選頻濾波器的中心頻率為 ,帶寬只有 14MHZ。設(shè)計(jì)為上變頻混頻電路時(shí)，若頻率達(dá)到 100MHZ以上，帶寬 30MHZ 以上 時(shí)，電容的容值很容易就低于 1PF，實(shí)際標(biāo)稱值很難達(dá)到。 方案選擇 由于考慮到二極管環(huán)形混頻器的仿真波形特別的完美，并且電路極其簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)方便，繪制電路板容易。 AD831 是一個(gè)低失真、寬動(dòng)態(tài)范圍的單片混頻器芯 29 片， RF輸入帶寬為 400MHZ，輸入 P1db 為 10dB,DC 輸入電阻為 千歐，電容為2 皮法； IF輸出帶寬為 200MHz，變頻轉(zhuǎn)換增益為 0dB,輸出電壓擺幅正負(fù) 伏；輸入 IP3 系數(shù)為 ~14dB； LO 的輸入頻率帶寬為 400MHz,最 大輸入電壓范圍 1伏 ~正 1 伏，差分和共模輸入阻抗為電阻為 500 歐姆，電容為 2 皮法； LO 到 RF的隔離度為 45dB。圖中，頻頻輸入信號(hào)加到晶體管 Q Q2 的基極，由于電阻 R R2 的負(fù)反饋潮作用，因而差分電流射頻信 號(hào)的幅度成線性關(guān)系。 1 控制偏置電流 AD831 的射頻輸出的最大值與偏置電流成比例，在 BIAS 引腳與電源之間接一個(gè)電阻可使偏置電流減小。該一階 32 低通濾波器的轉(zhuǎn)折頻率，應(yīng)選擇在比下混頻的 IF輸出高一個(gè)倍頻程的位置。改變?cè)鲆鏁r(shí)，可在放大器的輸出端外接一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò) R R4 并連接至 VFB。 AD831 模擬乘法器芯片實(shí)現(xiàn)混頻電路 ： 34 繪制原理圖的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)缺少 PLCC20 管腳的 AD831 芯片的原理圖及封裝，我們首先想到的是在網(wǎng)上檢索 AD831的原理圖及封裝，雖然找到了，但是網(wǎng)路上的AD831 芯片的原理圖庫(kù)與我們連線使用的電路管腳分布很不一樣，強(qiáng)行使用其原理，必將造成繪制原理圖的時(shí)候線路出現(xiàn)交叉，影響視覺(jué)效果。 37 下變頻選頻網(wǎng)絡(luò)：此處的帶通濾波器中心頻率為 42MHZ，帶寬 38MHZ 的 Filter Solution 設(shè)計(jì)的帶通濾波器修改而來(lái)。封裝問(wèn)題，電阻、電感、電容均采