電子競賽論文-利用變頻和濾波技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)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(hào)。 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(gòu)成鎖相環(huán)電路。 優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，搭建方便； 缺點(diǎn)：輸出的振蕩受干擾比較嚴(yán)重。 方案 二： CD4046 集成鎖相環(huán)。 CD4046 是一個(gè)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(shí)現(xiàn)鎖相環(huán)電路。 優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，易實(shí)現(xiàn)。 缺點(diǎn)：難以進(jìn)行數(shù)控，不能實(shí)現(xiàn)掃頻。 方案 三： 集成電路 MAX2620 和集總 LC 元件構(gòu)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(gòu)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(diǎn)：穩(wěn)定性好，受電源及分布參數(shù)小，調(diào)試方便 ； 缺點(diǎn)：外部電感參數(shù)太小，不易測量和選用。 信號(hào)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(shí)現(xiàn)起來較為復(fù)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(diǎn)。我們通過計(jì)算得到適當(dāng)?shù)恼袷幓芈?，設(shè)計(jì)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(duì)諧振回路的負(fù)載極輕，因而可使振蕩回路具有較高的有載 Q 值，以用來設(shè)計(jì)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(hào)與本振信號(hào)混頻產(chǎn)生多個(gè)各次諧波的中頻信號(hào)，再通過固定中心頻率的帶通濾波器，得到各個(gè)固定差頻的信號(hào)。 方案 一： 仿照收音機(jī)混頻原理，利用 CMOS 管構(gòu)建一個(gè)混頻電路 優(yōu)點(diǎn)： CMOS 管容易獲得，通用性強(qiáng)。 缺點(diǎn)：電路搭建復(fù)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(hào)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(hào)。 優(yōu)點(diǎn)：電路以及乘法原理簡單，方便調(diào)試； 缺點(diǎn) ： AD835 的上限頻率為 250MHz，我們的兩路輸入信號(hào)的最大和頻為 210MHz，接近其帶寬，可能會(huì)對(duì)電路有影響 。 方案三：二極管環(huán)形混頻電路是典型的應(yīng)用電路，可以較為容易地得到固定中頻信號(hào)的信號(hào)。 優(yōu)點(diǎn)：輸出信號(hào)頻率等于兩輸入信號(hào)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(diǎn)：輸出信號(hào)頻率等于兩輸入信號(hào)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(hào)頻率等于兩輸入信號(hào)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(fù)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(hào)是中頻信號(hào)，我們需要獲得一個(gè)電壓信號(hào)通過單片機(jī)內(nèi)部 ADC 轉(zhuǎn)換后描繪頻譜。因此需要一個(gè) RMS 轉(zhuǎn) DC 電路。
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