電子競賽論文-利用變頻和濾波技術實現(xiàn)對輸入信號的頻譜分析(編輯修改稿)
2025-07-10 09:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 要求，制作一個基于鎖相環(huán)的本振源，作為混頻的一路輸入。通過晶體振蕩器提供的標準頻率，在給定的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生與該晶體振蕩器穩(wěn)定度相同的大量離散頻率信號。 圖 12 鎖相環(huán)頻率合成器原理 方案一： 通過集成鎖相頻率合成芯片 MB1504 與 MC12148 壓控振蕩器構成鎖相環(huán)電路。 優(yōu)點：電路簡單，搭建方便； 缺點：輸出的振蕩受干擾比較嚴重。 方案 二： CD4046 集成鎖相環(huán)。 CD4046 是一個集成鎖相環(huán)，內(nèi)部集成穩(wěn)壓，整形，分頻，壓控振蕩器等電路。只需配置外部電阻電容的值即可輕松實現(xiàn)鎖相環(huán)電路。 優(yōu)點：電路簡單，易實現(xiàn)。 缺點：難以進行數(shù)控，不能實現(xiàn)掃頻。 方案 三： 集成電路 MAX2620 和集總 LC 元件構成窄帶 VCO 電路模塊，然后同集成鎖相頻率合成器芯片 MB1504 一起構成鎖相環(huán)式低噪聲、高穩(wěn)定性的鎖相頻率源電路。 優(yōu)點：穩(wěn)定性好，受電源及分布參數(shù)小，調(diào)試方便 ； 缺點：外部電感參數(shù)太小，不易測量和選用。 信號源輸入本振源混頻帶通濾波器鑒頻電路 顯示頻率顯示中頻放大 5 由于題目要求由鎖相環(huán)產(chǎn)生的本振源頻率范圍是 90MHz~110MHz，方案一實現(xiàn)起來較為復雜，方案二基本不能滿足題目要求，而方案三中， MAX2620 是一款較寬頻率范圍 (10～ 1050 MHz)的集成振蕩器芯片，它具有高頻雙極工藝所特有的低閃爍噪聲、低噪聲系數(shù)和低寄生特點。我們通過計算得到適當?shù)恼袷幓芈?，設計出所需中心頻率的壓控振蕩器電路。通過查找資料可知， MAX2620 內(nèi)部的有源器件對諧振回路的負載極輕，因而可使振蕩回路具有較高的有載 Q 值，以用來設計窄帶壓控振蕩器 電路。 綜合以上 三 種方案，選擇方案 三 。 混頻電路的選擇 輸入信號與本振信號混頻產(chǎn)生多個各次諧波的中頻信號，再通過固定中心頻率的帶通濾波器，得到各個固定差頻的信號。 方案 一： 仿照收音機混頻原理，利用 CMOS 管構建一個混頻電路 優(yōu)點： CMOS 管容易獲得，通用性強。 缺點：電路搭建復雜，電感和變壓器需要自己繞制，電感量不容易控制。分立元件信號處理電路容易產(chǎn)生各種失真。 方案 二： 利用乘法器 AD835 得到差頻和和頻以及諧波的奇數(shù)倍，再通過帶通濾波器，得到差頻信號。 優(yōu)點：電路以及乘法原理簡單，方便調(diào)試； 缺點 ： AD835 的上限頻率為 250MHz，我們的兩路輸入信號的最大和頻為 210MHz，接近其帶寬，可能會對電路有影響 。 方案三：二極管環(huán)形混頻電路是典型的應用電路，可以較為容易地得到固定中頻信號的信號。 優(yōu)點：輸出信號頻率等于兩輸入信號頻率之和、差或其他組合的電路。通常由非線性器件和選頻回路； 缺點：輸出信號頻率等于兩輸入信號頻率之和、差或其他組合的電路。通常由非線性器件和選頻回路； 由于二極管環(huán)形混頻電路輸出信號頻率等于兩輸入信號頻率之和、差或其他組合的電路。通常由非線性器件和選頻回路組成，一般市場上供求少 ，用分立元件搭建電路復雜，沒有乘法器原理簡單。 綜合以上 三 種方案，選擇方案 三 。 檢波電路的 論證與選擇 通過帶通濾波器得到的信號是中頻信號，我們需要獲得一個電壓信號通過單片機內(nèi)部 ADC 轉換后描繪頻譜。因此需要一個 RMS 轉 DC 電路。
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