射频信号源
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射频信号源使用方法射频信号源这玩意儿,听起来有点高大上,其实用起来也没那么难啦。
咱先说说拿到射频信号源之后的准备工作。
你得找个合适的地方把它放好,这个地方呢,要平稳,别晃晃悠悠的。
就像给它找个安稳的小窝一样。
然后看看周围的环境,可别在那种特别潮湿或者有很多灰尘的地方用它哦,它也怕脏怕潮呢。
接下来就是开机啦。
一般在射频信号源上都有个很明显的电源按钮,你就像按手机开机键一样,轻轻按下去就好。
开机之后,它可能会有一些自检的过程,这时候你就耐心等一小会儿,就像等蛋糕在烤箱里慢慢烤熟一样。
然后就是设置频率啦。
这可是射频信号源很重要的一个功能哦。
在它的操作面板上,会有专门调节频率的地方。
你可以根据自己的需求,慢慢地转动那个旋钮或者按上下键来调整到你想要的频率数值。
这个频率就像是你给信号源定的一个小目标,告诉它要按照这个频率来发出信号。
比如说你想测试某个收音机的接收频段,那你就得把射频信号源的频率设置成和收音机接收频段一样的数值。
再说说设置功率。
功率的设置也很关键呢。
操作面板上同样有专门的地方来调整功率大小。
你要根据你的测试设备或者使用场景来调整合适的功率。
如果功率太大,可能会对接收设备造成不好的影响,就像你给一个小婴儿喂太多饭一样,会撑着的;如果功率太小呢,又可能信号太弱,接收设备都感应不到,就像你小声跟远方的朋友说话,他根本听不见。
用完之后,可别忘了好好把射频信号源关机。
就像你玩完玩具要把它收起来一样。
按电源键关机之后,如果有条件的话,最好给它盖个小布罩,防止落灰,这样下次再用的时候它还能好好工作呢。
射频信号源的使用就是这么些事儿啦,是不是没有想象中那么复杂呀?。
射频系统的组成射频系统是指由射频信号源、射频调制器、射频放大器、射频滤波器、射频混频器、射频解调器等多个组件组成的系统。
它在无线通信、雷达、卫星通信等领域中起着重要的作用。
下面将对射频系统的每个组成部分进行详细介绍。
1. 射频信号源射频信号源是射频系统中最基本的组成部分之一,它负责产生射频信号。
射频信号源可以是一个固定频率的振荡器,也可以是可调频率的振荡器。
射频信号源的频率决定了射频系统的工作频率。
2. 射频调制器射频调制器将基带信号转换为射频信号。
它通过改变射频信号的幅度、相位或频率等参数,将基带信号的信息传输到射频信号中。
射频调制器通常采用调制电路、混频器等组件来实现。
3. 射频放大器射频放大器用于放大射频信号的幅度。
它能够将射频信号的功率增加到一定的水平,以便在传输过程中能够有效地传输信号。
射频放大器通常采用晶体管、功率放大器等元件来实现。
4. 射频滤波器射频滤波器用于过滤射频信号。
它能够去除射频信号中的杂散信号和干扰信号,使得信号质量得到提高。
射频滤波器通常采用电容、电感等元件来实现。
5. 射频混频器射频混频器用于将两个或多个射频信号进行混合。
它能够将频率较高的射频信号和频率较低的本地振荡器信号进行混合,从而得到中频信号。
射频混频器通常采用二极管、集成电路等元件来实现。
6. 射频解调器射频解调器用于将射频信号转换为基带信号。
它能够将射频信号中的调制信息提取出来,并恢复为原始的基带信号。
射频解调器通常采用解调电路、滤波器等组件来实现。
以上是射频系统的主要组成部分。
除了这些组件外,射频系统还可能包括射频开关、射频功率检测器、射频保护器等其他辅助组件。
这些组件共同协作,使得射频系统能够完成信号的传输、调制、放大、滤波等功能。
射频系统在无线通信、雷达、卫星通信等领域中的应用广泛。
它可以实现无线信号的传输和接收,使得人们可以在无线环境中进行通信。
同时,射频系统还可以用于雷达系统中的目标探测和跟踪,以及卫星通信中的信号传输等。
信号源的使用用途信号源是一个广泛使用的设备,用于产生各种类型的信号。
它可以根据需要生成不同频率、幅度和形式的信号,并被广泛应用于各个领域,包括电子测试、通信、无线电频谱分析以及科学研究等。
在电子测试中,信号源起着关键作用。
它可以用来测试和校准各种电子设备,如电路板、芯片、集成电路等。
通过产生不同类型的信号,测试人员可以评估设备的性能、稳定性和可靠性。
信号源可以生成连续波、脉冲波和调制波等不同形式的信号,帮助测试人员模拟真实世界中的各种场景,以验证设备在不同条件下的工作性能。
在通信领域,信号源被广泛用于无线通信系统的性能测试和调试。
它可以通过产生各种模拟和数字信号,模拟不同的通信协议和标准。
通过使用信号源,工程师可以验证无线设备在不同信道和信号环境下的性能,以确保其在实际应用中的可靠性和稳定性。
信号源还可以用于生成射频信号,用于测试无线电频谱分析仪和频谱仪等设备。
无线电频谱分析是无线通信系统设计和优化的重要工具。
信号源在频谱分析中的应用十分关键。
它可以生成多种类型的信号,包括单音、多音和复杂的调制信号。
这些信号可以用于测试和验证频谱分析仪的性能和准确性。
信号源还可以用于测试无线电频率、信号到噪比以及频谱传播特性等。
在科学研究中,信号源也具有重要的用途。
研究人员可以利用信号源产生特定频率和幅度的信号,用于研究各种领域,如物理学、生物学、医学等。
信号源可以用于实验室中各种测量和实验,如共振实验、干涉实验、光谱分析等。
通过控制信号源参数的变化,研究人员可以进行各种实验和观察,以推动科学研究的进展。
总结起来,信号源是一个重要的设备,用于产生各种类型的信号。
它在电子测试、通信、无线电频谱分析以及科学研究等领域有着广泛的应用。
通过生成不同类型的信号,信号源可以帮助测试人员评估设备的性能、通信工程师优化无线通信系统、科学研究人员推动科学的进展。
信号源的使用用途十分丰富,对于各个领域的专业人士来说,它是一种不可或缺的工具。
关于信号源的主要性能指标和选择参数
信号源发展到今天,它的涵盖范围已非常广。
我们可以按照频率范围对它
进行分类:超低频(0.1m~1kHz)、音频(20Hz~20kHz)、视频
(20kHz~10MHz)、射频及高频(200k~3000MHz)、微波(≥3000MHz)、光波信号源等;按工作原理可以分为:LC 源、锁相源、合成源等。
经常会看到信号源型号前面有几个字母,你知道他们代表什么意思吗?这
些字母是有说头的,我来解释解释。
音频信号源(AG)、函数信号源(FG)、功率函数发生器(PFG)、脉冲信
号源(PG)、任意函数发生器(AFG)、任意波形发生器(AWG)、标准高频信号源(SG)、射频信号源(RG)、电视信号发生器(TVSG)、噪声信号源(Noise)、调制信号发生器(MSG)、数字信号源(DG)。
一般来说,任意波形发生器(AFG)可提供12 种标准函数波形、脉冲波形、调制波形、扫频和突发信号等,同时可快速编辑任意波形,在中档信号源
中极具代表性,是一种革命性的数字产品。
它的基本技术指标与其他的信号源
指标相同,但也有特殊的要求。
下面就任意波形发生器(AFG)相关性能指标进行了说明:
带宽(Fw):带宽是所有测量交流仪器必须考虑的技术指标,指仪器输出
或能测量的信号幅度衰减-3dB 处的最高频率。
输出幅度(Vpp):信号源输出信号的电压范围,一般表示为峰- 峰值。
输出通道(CH):信号源对外界输出的通道数量。
垂直分辨率(DAC):垂直分辨率与仪器数模转换的二进制字长度(单位:位)有关,位越多,分辨率越高。
数模转换的垂直分辨率决定复现波形的。
IFR 2023A/B,2025-射频信号源LINPU INSTRUMENTS在确保良好技术指标的同时,这种设计Array简洁的通用信号源,提供了杰出的性能价格比。
很宽的频率覆盖范围:9kHz到 1.2GHz(2023A)9kHz到 2.05GHz(2023B)9kHz到 2.51GHz(2025)优秀的频谱纯度线性和对数扫描模式反向保护功率达到50W正弦波、三角波和方波调制,双音频调制源RS-232和GPIB接口控制复杂调制:AM,FM,φM,脉冲和FSK3.9kHz贝塞尔滤波FSK可选+25dBm大功率输出信纳比(SINAD)测量选件2023A/B和2025信号源是轻便的便携式仪器,提供的载波频率分别是:9kHz 到 1.2GHz(2023A),9kHz到2.05GHz(2023B)和9kHz到2.51GHz(2025),同时可以选择多种调制模式。
这种信号源适用于实验室,生产线和维护现场。
仪器具有的GPIB功能,使得仪器可以集成到自动测试系统中,从而提高产品的检测速度。
仪器提供的RS-232接口和GPIB接口,使得仪器既可以通过调制解调器,也可以通过IEEE-488总线进行远地控制。
操作前面板的操作通过键盘、光标和旋钮的灵活组合实现,显示屏幕明快,菜单清楚直观,使得仪器的设置简单而便捷。
频率的设置在1.2GHz,2.05GHz和2.51GHz的全频带内,始终保持1Hz的分辨率,这特别有助于表征窄带的通信系统和元件。
射频输出射频峰值信号的功率可以在+13dBm到-140dBm范围内准确设置,分辨率到0.1dB。
在进行接收机静噪系统测试和EMI测试时,仪器特有的衰减保持功能,可以使信号的输出免受仪器步进衰减器意外变化的影响。
此外,仪器具有的射频电平限制功能,可以防止信号的波动损坏到外部的功率敏感器件。
射频电平的偏置有±5dB,这可用于修正测试系统的损耗。
载波开关(ON/OFF)键,可以直接断开信号的输出。
引言本课题来源于深圳一家公司的科技协作项目,任务是研制短波、超短波通信设备的检测仪器。
检测的内容较多,技术要求较高。
分配给我的具体任务是研制一台数字频率合成信号源,输出频率范围:1~100MHz,频率分辨率:<1Hz,输出电平范围:-30dBm~7dBm,并能实现AM、FM、FSK、PSK及BPSK等调制功能。
仪器在单片微机控制下工作,且要求做成便携式,则体积、重量和功耗都要尽量地小。
经数月的努力,通过多次方案修正和硬、软件设计与调试,现已完成上述设计要求,且还增加了:扫频、跳频输出功能和外部AM、FM调制功能,圆满地完成了这次毕业设计的任务。
1 主要参数指标及功能说明(1)射频输出频率范围:1Hz~100MHz(2)射频输出电压:-30dBm~7dBm(3)频率分辨率:1Hz(4)输出阻抗:50Ω(5)射频AM内调制:调制频率1KHz,调制度30%(6)射频FM内调制:调制频率1KHz,频偏5KHz(7)PSK、FSK调制功能(8)扫频功能(9)跳频功能(10)外部AM、FM调制2 方案论证2.1 DDS 合成芯片选择为了满足全部设计要求,选用一片最合理的DDS芯片极为重要。
AD9852、AD9954的比较:两者都满足功能要求,但AD9954具有体积少、功耗仅有200MW显著优点,优选AD9954。
2.2 单片机与DDS芯片接口电路设计2.2.1采用单片机AT89C55直接和DDS芯片AD9954接口,这样接口电路虽然简单、调试方便,但由于单片机AT89C55与AD9954是串行数据传输,由单片机AT89C55内部程序实现数据并串转换无法满足进行AM、FM调制数据传输速率。
2.2.2在单片机AT89C55和DDS芯片AD9954之间采用CPLD芯片EPF7064做接口转接,单片机以并行数据传输,并行数据到串行数据的转换由EPF7064内部设计的硬件电路完成。
2.3 单片机其他外围电路为建立良好的人机交互能力,系统显示采用LCD液晶显示模块,与LED数码管显示来得更形象、更直接,可为用户大量的系统运行信息;要使系统具有可操作性,系统采用自制4*4矩阵键盘,实现频率值输入、工作模式切换。
射频信号源的使用一、AT808射频信号源介绍因为基站发出的手机接收信号是不稳定的,并且一般都在-70dBm--90dBm,有些地方更弱,甚至无信号。
为了使广大手机维修人员更方便使用频谱分析仪,测量分析射频电路,特别是中频信号等,为此,一些公司研究了一种能模拟一个蜂窝移动手机接收频段的射频信号源,它主要用于移动接收机故障的维修,是频谱分析仪的最佳“拍档”。
下面以安泰信公司研制出AT808手机射频信号源为例进行说明。
AT808射频信号源可输出935-960MHz之间可调的射频信号,通过按钮操作,并可设置3个固定的频率输出。
它们分别是50信道的945MHz;75信道的950MHz;100信道的955MHz。
用固定点频输出,可以保证输出精确固定的射频接收信号,从而能更稳定,更容易判断测量接收中频及后级电路是否正常。
二、射频信号源的使用1.指导射频信号源输出的信号幅度范围在-85--20dBm之间。
通过衰减按键的操作,可设置不同幅度的信号输出,在检修无接收故障时,通常设置信号发生器的输出为-20dBm左右(不要按下任何衰减按键,此时信号源输出幅度为—20dBm),在检修接收差故障时,通常设置信号输出幅度在-70dBm-左右(同时按下衰减按键20dB、20dB、10dB此时信号源输出幅度即为-70dBm)。
对于摩托罗拉和诺基亚手机,可将故障机设置在测试状态下,设置接收机工作的信道为75信道(即950MHz)。
选择射频信号源上的75信道的点频即可。
也就是要使被测故障机的工作信道与AT808信号源上的信道对上,这样信号源上的信号才能进入手机。
对于其它手机,可将射频信号设置在任何一个信道上,但需配合频谱分析仪使用。
在进行射频信号源与手机连接时,只需通过射频电缆连接到故障机的天线触点处即可。
2.操作(1)摩托罗拉手机将射频信号源调节到950MHz,-20dBm。
用测试指令450075#或450754#,设置故障机工作在GSM的75信道。
射频基本知识目录1. 射频概述 (2)1.1 射频定义与特点 (3)1.2 射频应用领域 (4)1.3 射频技术发展历史 (5)2. 射频信号及其特性 (6)2.1 电磁波与射频波 (7)2.2 频率范围与波长 (8)2.3 电磁波的时域和频域特性 (9)2.4 功率测量与单位 (10)2.5 幅度调制与相位调制 (12)3. 射频电路 (13)3.1 阻抗与反射系数 (14)3.2 匹配电路 (15)3.3 功率放大器 (16)3.4 滤波器与调谐电路 (17)3.5 衰减器与分频器 (19)4. 射频设备与系统 (20)4.1 信号源与检测器 (22)4.2 无线传输系统 (23)4.3 通信系统 (24)4.4 雷达系统 (25)4.5 测试与测量设备 (26)5. 射频技术应用案例 (28)5.1 5G 通信技术 (29)5.2 物联网应用 (30)6. 射频技术未来发展趋势 (31)1. 射频概述射频(Radio Frequency,简称RF)通信技术是现代通信的重要组成部分,它涉及无线电波的传输。
射频技术是通过发射机和接收机之间的无线电波来传输信号的,这些信号用于各种通信应用,如无线广播、移动通信系统、卫星通信和无线网络等。
在射频领域中,电磁波被用来承载信息,从简单的调幅(AM)广播到复杂的数字广播以及移动电话网络的高速数据传输,射频技术无处不在。
射频信号的特征可以从它们的波长和频率来描述,通常情况下,射频波的波长介于几厘米到几米之间,对应的频率范围从大约30 kHz 到300 GHz。
这个宽度频段使得射频技术可以涵盖从低频的无线电广播到高频的微波和无线宽带通信等多个应用领域。
射频系统通常包括调制和解调两个关键步骤,调制是将低频基带信号转换成高频的射频信号,使得信号可以通过无线电波传播。
这个过程涉及将基带信号的特性(如幅度和频率)嵌入到一个更高的射频载波上。
解调则在接收端进行,是将射频信号转换回可识别的低频信号,以便于进一步处理。
论文题目:1GHz射频信号源研制姓名:程欢班级:自动化一班学号:2009 15231 071GHz射频信号源研制摘要:本系统实现1GHz频段射频信号的频率和功率可调。
信号发生电路采用电荷泵锁相频率合成技术,以TRF3750实现前置分频、电荷泵和鉴频鉴相等功能,以OPA365实现有源环路滤波,以MSP430F149作为微控制器;放大电路采用2SC3358射频晶体管,配以微带电路设计理念;功率调节电路采用M/A-COM 公司的AT65-0263实现可控衰减;杂散抑制电路采用微带滤波器,其设计基于ADS仿真。
本系统以高性价比实现了射频信号源的功能。
1、作品简介(设计目标,详细指标要求)信号源是指测量用信号发生器。
它是为电子测量提供符合一定技术要求的电信号设备, 是电子测量中最基本,最广泛的电子测量仪器之一.。
信号源总的趋势是向着宽频率覆盖,高精度,多功能,自动化和智能化方向发展.然而,射频信号源的市场价格比较高,尤其到VHF以上频段,价格非常昂贵。
即使条件好的高校,在射频微波电路的教学过程中,也不可能大量配置。
开发一种频段较高、指标要求适合教学使用的信号源,供高校在相关课程的教学使用,具有非常重要的现实意义。
本项目基于上述目的,开发一种性价比高的射频信号源,供高校射频微波教学实验使用。
目前,移动通信频段在800MH z以上,如最常用的GSM移动通信,其上行频率范围在890~915MH z,上行频率范围在 935~960MH z, 因此,从贴近实际应用考虑,本项目的频率范围覆盖这个频段。
本系统达到如下功能:(1)射频信号输出:由用户设置输出信号功率和频率,通过射频接口供用户使用;(2)用户操作界面:通过键盘实现用户控制,通过数码管实现当前功率和频率的显示;本系统的技术指标如表1所示。
表1 1GHz射频信号源技术指标2、方案设计2.1系统分析与理论计算参考频率使用Fr=100MHz,经过14位的R计数器,其值设置值为2000,使得分频后频率为Fr’=Fr/R=50KHz,另一方面,输入Rf信号经过N计数器,其值为B·P+A,使得Rf’=Rf/(B·P+A),然后Fr’和Rf’进入鉴频鉴相器PFD,使得Fr’=Rf’,即Rf=Fr·(B·P+A)/2000。
根据设计任务的功能要求,本系统由信号发生电路、信号放大电路、功率调节电路、滤波电路和控制2.2 设计方案论证2.2.1信号发生电路近年来,随着无线电通信技术的迅速发展,锁相环和频率合成技术在各个领域得到了广泛的应用。
由于锁相环具有跟踪特性、窄带滤波特性和锁定状态无剩余频差存在,因此在频率合成技术中采用锁相环路可以产生频率准确度很高的振荡信号源。
锁相环已从最初仅为线性模拟锁相环发展到目前以数字锁相环为主。
电荷泵锁相环(CPPLL)以其锁定相差小和捕获范围大的优点成为当前数字锁相环的主流。
电荷泵锁相环具有低功耗、高速、低抖动和低成本等特点,在无线电通信、频率综合器、时钟恢复电路中被广泛采用。
因此,本系统的信号发生电路采用CPPLL频率合成技术。
信号发生电路-CPPLL频率合成器的组成框图如图2所示。
1)TRF3750构成鉴频鉴相器、电荷泵和内置分频器TRF3750是TI公司的一款高性能CPPLL频率合成芯片,具有超低的相位噪声,内含双模前置分频器、14位R计数器、6位A计数器和13位B计数器实现内部分频。
内含鉴频鉴相器和充电泵。
三线串行接口具有完备的可编程能力。
另外,具有锁定显示功能和省电(POWER DOWN)功能。
2)OPA365构成环路低通滤波器环路低通滤波器的作用是滤除鉴频鉴相器输出电流中的无用组合频率分量及其他干扰分量,以保证环路所要求的性能,并提高环路的稳定性。
环路低通滤波器有两种形式,即无源滤波器和有源滤波器。
有源滤波器因为采用放大器而引入噪声,所以采用有源滤波器的PLL产生的相位噪声性能会比采用无源滤波器的PLL差。
因此在设计中我们尽量选用无源滤波器。
其中三阶无源滤波器是最常用的一种结构。
电荷泵电流通过环路滤波器积分后的最大控制电压低于Vp。
如果VCO/VCXO的控制电压在此范围之内,无源滤波器能够胜任。
然而,为了获得较大的频率范围,当VCO的控制电压往往会接近Vp,这时需要用有源滤波器,其作用是,在对环路误差信号进行滤波的同时,也在一定程度上降低了衰减,从而调整VCO/VCXO控制电压到较大的范围;另外本电路中的有源滤波器使用了负反馈,使得滤波器的低通特性比常用的无源三阶滤波器更加陡峭,这在一定程度上提高了锁相环锁定的稳定性,但同时也会降低了其捕捉能力,因为此次作品最终目标是信号源而不是通信产品中本地振荡器,所以相比锁定速度而言锁定稳定度更为重要。
经参阅供应商提供的VCO技术资料,并对样品测试后,要求VCO达到848~1118MHz的可控频率范围,用有源滤波器是合适的。
如何选择有源滤波器中运算的放大器?需要关心一下的如下指标:低失调电压(Low Offset V oltage)(通常小于500uV);低偏流(Low Bias Current)(通常小于50pA);低噪声;具备轨道到轨道输入特性。
TI公司的OPA365是一款性能优良的运算放大器,其主要技术指标如下:低失调电压:最大200uV;低偏流:最大10 pA;低噪声密度:通常(typically)4.5nV/√H z轨道到轨道输入,无交越;此外,它还有高摆率、高共模抑制比和低静态电流等特性基于上述考虑,本系统选用TI公司的OPA365,构建锁相环的有源低通滤波器。
3)压控振荡器压控振荡器要求幅度较高,噪声较低,杂散较低,因为市场供应的满足本设计要求的VCO价格不高,另外从为了缩短开发周期的角度考虑,本系统选用Sirenza公司的VCO190-1000T(Y)型VCO模块。
2.2.2信号放大电路信号放大电路将VCO输出的射频信号放大到一定电平,再送到功率调节电路。
信号放大电路原理框图如图3所示。
信号放大电路选用廉价通用的射频晶体管2SC3358,输入输出采用微带线匹配电路,在这个频段较为合适。
2.2.3功率调节电路功率调节电路受控于控制电路,用于调节输出功率,使输出功率根据用户的设置,达到一定的电平。
功率调节电路可以用PIN管实现,但匹配是一个难题。
因为市场供应的满足本设计要求的功率调节电路价格不高,从缩短开发周期的角度考虑,功率调节电路选用MA/COM公司的AT65-0263数字衰减器芯片。
2.2.4滤波电路设计方案由于以下原因:一,系统含有微处理器晶振和锁相环参考频率晶振,二,放大电路有时处在大信号放大状态,等,输出会产生各种谐波。
因此,有必要配置一个滤波电路用于抑制杂散。
在1GHz频段选用微带滤波器是合适的。
2.2.5控制电路控制电路用于提供用户界面,以设置频率合成器的分频比的方式控制输出信号频率,以设置数字衰减器衰减值的方式控制输出信号功率。
TI公司的MSP430F149是一款以超低功耗为显著特点的单片机,在业界广泛使用。
此外,它具有如下特点:低电压供电:1.8~3.3V;16位精简指令结构;125ns 指令周期;12位内置A/D;串行通信口(USART),同/异步方式;在线编程;等。
本系统采用MSP430F149实现控制。
3、系统实现3.1硬件设计3.1.1信号发生电路设计如图4所示,CE101~CE104、CE107、CE109、C101~C108、C109、C110、C122、C123均为电源滤波电容;Fref 为100MHz 的参考频率,C111为耦合电容,R107为电荷泵最大电流设置电阻(R107=2.7K Ohm 时,Icp,max=8.7mA ;R107=4.7K Ohm 时,Icp,max=5mA ;R107=10K Ohm 时,Icp,max=2.35mA );R101、R102、C112、C113、C114、OPA365、L101组成锁相环的环路低通滤波器;VCO 为压控振荡器,C115为其耦合电容;R103~R105为功率分配及匹配电路(此处使用微带功分器更好,考虑其尺寸较大,这里选用电阻);R106、C117为环路滤波电路,以滤除环路中的低频成分,使锁相环工作稳定。
如图5所示,R101、R102、C112构成主要的滤波电路,C113形成负反馈,使得低通特性更加陡峭,C114、L101为环路滤波器输出滤波,使滤波效果更好、锁相环更加稳定。
图6为环路低通滤波器的SPICE 交流特性仿真结果,可以看出环路低通特性比较陡峭,锁相环稳定性得到提高。
3.1.2输出滤波电路设计 1)原理图仿真微波带通滤波器的种类很多,如端耦合传输线带通滤波器、梳状线带通滤波器、发夹式带通滤波器、交指型带通滤波器和半波长谐振器平行耦合带通滤波器等。
本文所设计的滤波器是发夹型带通滤波器。
发夹型带通滤波器的一般结构形式如图7所示,它是由发夹型谐振器并排排列耦合而成,其信号的输入输出方式可采用抽头式和平行耦合方式。
当滤波器的带宽大于10%时,宜采用抽头式发夹型滤波器,否则有可能造成第一级耦合微带线间距太小,使制造工艺难于实现。
发夹型滤波器具有结构紧凑、耦合线终端开路无需通过过孔接地的优点。
该滤波器是平行线滤波器的一种变形结构,是把耦合谐振器折合成“u ”字形构成的,降低了滤波器的尺寸,因而本系统采用该种结构。
图7 输出滤波器电路原理图1.01.52.02.53.00.53.5-50-100f r e q , G H zd B (S (2,1))d B (S (1,1))图8 输出滤波器原理仿真结果如图8所示的是射频设计EDA 软件ADS 的原理图仿真结果,在848~1118MHz 范围内,S(2,1)均小于-3dBm,S(1,1)均小于-16dBm ,并且在848~1118MHz 的二次和三次谐波范围内对谐波的抑制达到效果。
2) 版图设计输出滤波器微带电路版图如图9所示。
此微带滤波器的总体尺寸小,各部分比例合适,避免了计算正确却工艺不能实现功能的现象。
输出滤波器微带电路版图矩量仿真结果-S 参数由图10所示。
比较图8和10可知,原理仿真和矩量仿真的结果存在一定的差异,这是由矩量仿真模型并非理想的造成的,但与原理仿真结果大致相同,进一步证明了设计的正确性。
3.2 软件设计3.2.1软件流程控制系统软件设计方案如图11和图12所示。
图11 主程序流程图 图12 数据通信流程图3.2.1电磁兼容和功耗相关的软件设计要点1)为了减少功耗,并降低数字系统对模拟信号的干扰,控制数据设置完成后,应将微控制器设为低功耗模式。
2)键盘输入采用中断模式,而不是查询模式,这样键盘输入完成后,数据端口处于静态,这样可以大大降低数字系统对模拟信号的干扰。