變頻式射頻密碼鎖控制軟件混頻器設計論文(已改無錯字)
2022-07-23 01:50:44 本頁面
【正文】 想上邊帶濾波器則輸出為．若選頻網(wǎng)絡是理想下邊帶濾波器則輸出：帶通濾波器是指能通過某一頻率范圍內(nèi)的頻率分量、但將其他范圍的頻率分量衰減到極低水平的濾波器。一個模擬帶通濾波器的例子是電阻電感電容電路。這些濾波器也可以用低通濾波器同高通濾波器組合來產(chǎn)生。2. RLC串聯(lián)電路電路圖為：則有電壓轉(zhuǎn)移比為：且于是根據(jù)中心頻率的定義（電路轉(zhuǎn)移函數(shù)的分母為純實數(shù)時的頻率），則有 下面計算截止頻率和。在頻率等于截止頻率時，轉(zhuǎn)移函數(shù)的幅值為。又當時，有最大值（中心頻率為通帶幾何中心，即轉(zhuǎn)移函數(shù)最大幅值處）。則有 （＊） 設（＊）式左側為，則有 故解之有 由此可以驗證 ，與前面計算結果相同，故方法正確。于是帶寬β滿足： 。于是有品質(zhì)因數(shù)Q滿足： 上述方法為計算品質(zhì)因數(shù)的一種方法，現(xiàn)在給出計算品質(zhì)因數(shù)的另外一種方法：發(fā)生諧振時的感抗或容抗值，稱為電路的特性阻抗ρ。則在該電路中有 故由品質(zhì)因數(shù)為回路特性阻抗ρ與回路中電阻R的比值，則 于是可由方程組（和Q給定）： ……………………………（公式◎）則當三個變量確定一個值時，即可以確定所選元件的大小，進而構造出該帶通濾波器。三、multisim設計及仿真 二極管環(huán)形混頻器設計此電路圖是根據(jù)二極管環(huán)形混頻器進行設計的上變頻混頻器，電路結構簡單，濾波清晰，,帶寬只有14MHZ。此時輸出的上變頻混頻波形為：波形良好，無失真現(xiàn)象。：本次實驗采用現(xiàn)成的四象限模擬乘法器芯片MC１４５８芯片做，實驗電路圖如下：仿真結果分析：濾波波形無失真現(xiàn)象，模擬乘法器在理想仿真的情況下能夠滿足混頻器實驗的要求。 RLC串聯(lián)濾波器 此種濾波器，結構簡單，方便計算，不過主要存在的問題是當頻率過高時，R、L、C的值很難達到指定的要求。設計為上變頻混頻電路時，若頻率達到100MHZ以上，帶寬30MHZ以上時，電容的容值很容易就低于1PF，實際標稱值很難達到。 有源帶通濾波器二階有源帶通濾波器結構固然不是很復雜，不過其中心頻率很難達到高頻階段，滿足本次課設的要求。１、利用軟件設Filter Solution 設計一個中心頻率為130MHZ,帶寬為30MHZ輸入阻抗為50歐姆，輸出阻抗為50歐姆的3階切比雪夫BPF：參數(shù)調(diào)整后，電路圖如下：，帶寬為32MHZ：再利用Filter Solution生成一個中心頻率為50M，帶寬30M，輸入阻抗輸出阻抗均為50歐姆的2階切比雪夫帶通濾波器：修改后的電路圖如下：仿真如下修改參數(shù)后電路中心頻率為42MHZ，帶寬38MHZ?；旧蠞M足實驗的要求。 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，并且電路極其簡單，設計方便，繪制電路板容易。但是二極管環(huán)形混頻器由于使用了耦合線圈，暫時沒有辦法將其隔出，并模擬乘法器設計的混頻電路結構簡單，不過考慮到線圈對高頻信號的影響，故不得不對此方案施以取舍。各種模擬乘法器對輸入高頻信號的頻率都有一定的適用范圍，如MC1458，其頻帶使用范圍遠遠達不到100Mhz，我們只能運用它檢測我們的設計思想是否能夠滿足設計混頻器的要求。轉(zhuǎn)而采用更專業(yè)的集成四象限模擬乘法器芯片如AD83AD83AD835等等。AD831是一個低失真、寬動態(tài)范圍的單片混頻器芯片，RF輸入帶寬為400MHZ，輸入P1db為10dB,，電容為2皮法；IF輸出帶寬為200MHz，變頻轉(zhuǎn)換增益為0dB,；~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。~，單電源電壓范圍9~11伏，電流消耗100~125毫安。 AD831芯片管腳考慮到價格及芯片的各項參數(shù)，我們選擇AD831低功耗的四象限模擬乘法器芯片。其芯片管腳如下： AD831芯片內(nèi)部原理圖上圖所示是AD831的內(nèi)部電路框圖。圖中，頻頻輸入信號加到晶體管QQ2的基極，由于電阻RR2的負反饋潮作用，因而差分電流射頻信號的幅度成線性關系。10dBm的本振輸入信號經(jīng)過一個高增益、低噪聲的限幅放大器轉(zhuǎn)換成方波，而后交叉地加到Q3～Q6的基極，最后混頻信號從IFP和IFN腳輸出。當將IFP、IFN連接到有中心抽頭的變壓器上時，AD831不可提供從射頻到中頻的單路輸出。若使用輸出放大器，則可降IFP和IFN腳直接與AP和AN腳相連，這時，片內(nèi)的負載電阻可將輸出電流轉(zhuǎn)換成電壓來驅(qū)動輸出放大器。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電阻可使偏置電流減小。正常工作時可將BIAS腳懸空，而在低功耗工作時，可將BIAS腳直接連接到正電源。混頻器工作電流的調(diào)節(jié)范圍可從正常工作的100mA調(diào)整至最小功耗時的45mA。2低通濾波在混頻和輸出放大器之間可加入一個簡單的低通濾波器，方法是在芯片的內(nèi)部電阻性負載上并聯(lián)一個外接電容（芯片的內(nèi)部電阻性負載為14Ω，允許有20%的偏差），這樣在下混頻應用中將顯著衰減本振信號和射頻信號的和頻成分。該一階低通濾波器的轉(zhuǎn)折頻率，應選擇在比下混頻的IF輸出高一個倍頻程的位置。例如，對70MHz中頻輸出而言，3dB點可選在140MHz附近，此時CF應為82pF。3輸出放大器的應用AD831的輸出放大器可將混頻的差分電流轉(zhuǎn)換為單端電壓輸出形式，并可在50Ω的負載上提供高達1V的峰峰值電壓。把AN和AP直接連接到混頻級的集電極輸出上，并將輸出端（OUT）接至VFB，這樣可提供單增益。改變增益時，可在放大器的輸出端外接一個電阻網(wǎng)絡RR4并連接至VFB。 AD831雙電源低功耗供電模式采用5V電
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