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1GHZ射频信号源竞赛论文最终版(短篇版)

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0 2008年江苏省TI杯模拟电路设计竞赛论文 参赛学校：南京信息职业技术学院 电子信息工程系

论文题目： 1GHz射频信号源研制 作者：王璨玮（大四）穆少松（大四）李白（大三） 指导教师： 顾斌 周望玮

2008年9月 1

1GHz射频信号源研制 王璨玮 穆少松 李白 南京信息职业技术学院 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。 Abstract： This system realizes adjustment of frequency and power in 1GHz RF band. The signal generationg circuit employs CPPLL to realize frequency synthesization, employs TRF3750 to realize prescaler, charge pump and PFD, employs OPA365 to realize active loop filter and employs MSP430F149 as MCU. The amplifier employs 2SC3358 RF transistor and uses the design theory of microchip. The power adjustment circuit employs M/A-COM’s AT65-0263 to realize controllable attenuation .The spurious wave rejection circuit uses microchip filter, the design of which is based on ADS simulation. This system realizes the function of RF signal source with a low performance cost ratio.

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800MHz以上，如最常用的GSM移动通信，其上行频率范围在890～915MHz, 上行频率范围在 935～960MHz, 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 频率范围 848～1118MHz

频率精度 50KHz 功率范围 -57dBm～-5 dBm 功率精度 1dB 相位噪声 -60 dBc/Hz, 在频偏±100 KHz 杂散抑制 >36 dBc 输出阻抗 41～61 Ohm 2

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、滤波电路和控制电路构成，其系统原理如图1所示。

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。

信号发生 放大 功率调节 滤波

控 制 输出

图1 1GHz射频信号源系统原理框图

图2 信号发生电路-CPPLL频率合成器组成框图 晶体 振荡器 鉴频 鉴相器 电荷泵 环路低通 滤波器 压控 振荡器

分频器

UP

DOWN 输出

TRF3750 3

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 Voltage） （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/√Hz 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 匹配 电路 匹配 电路 晶体管 放大电路 输入 输出

图3 信号放大电路原理框图 4

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

CE10AVDD7DVDD15REFin8CLK11DATA12LE13CPGND3AGND4DGND9VCP16CPout2RFinB5MUXout14REST1RFinA6TRF3750PLLTRF3750DVCC1AVCC1+5VCE10310uFCE10210uFCE10410uFC1050.1uFC10610pFC1030.1uFC10410pFC1070.1uFC10810pFR1013.3kR1024.7kR1072.7KC112470pFC1131nFC1140.1uFC118100pFC1111nFR10316.5R10416.5R10516.5C115100pFC117100pFR10649.9kMUXout+5V+5VC1010.1uFC10210pFCE10110uFCE10510uFC10910pFC1100.1uFRFoutVccVtVCOVCOCLKDATALE+5VOUTNCGNDFref100MHzDVCC1OPOPA365

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全国电子设计大赛论文完整版

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全国电子设计大赛论文集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]2015年全国大学生电子大赛设计竞赛风力摆控制系统（B题）【本科组】参赛队号：20150262风力摆控制系统（B题）摘要风力摆系统是非线性、强耦合、多变量和自然不稳定的系统，是机器人技术、控制理论、计算机控制等多个领域、多种技术的有机结合。

本设计分五个模块，即风力摆模块、单片机控制模块、显示模块、电源模块、人机交互模块。

风力摆模块由三个直流风机成等边三角形相对而立，成为驱动风力摆的唯一动力。

单片机控制模块以飞思卡尔K60芯片作为控制核心。

显示模块有两个，一个是OLED显示屏，另一个是当完成每项任务时发光二极管会有明显的提示。

电源模块使用LEG-1117-3.3和TPS7350来搭建，给系统提供稳定的供电。

人机交互模块中每项操作可通过拨码开关与按键完成。

本设计性能指标达到设计要求，性能稳定，用户界面友好。

关键词：直流风机；风力摆；K60系统板ABSTRACTThewindpendulumsystemisanonlinear,strongcoupling,multi-variableandunstablesystem.Itisacombinationofmanyfields,suchasrobotics ,controltheory,computercontrol,andmanyothertechnologies.Thedesignisdi videdintofivemodules，thewindpendulummodule,single-chipmicrocomputercontrolmodule,displaymodule,powermodule,human-computerinteractionsystem.WindpendulummodulebythreeDCfanintoanequilat eraltrianglerelativestanding,becometheonlypowerwinddrivenpendulum;MCU controlmodulebasedonthesinglechipcomputerasthecore,byCarlK60chipasthe controlcore;displaymodulehastwo:AisOLEDdisplay,theotheraiswheneachtas kiscompleteLEG-1117-3.3andTPS7350tobuild,toprovideastablepowersupplysystem.Eachoperationc anbedonebydialingthecodeswitchandthebutton.Performanceindicatorsmeett hedesignrequirements,theworkisreliable,userfriendlyinterface. Keywords:DCfan,Thewindpendulum,K60目录摘要 (I)ABSTRACT (I)目录 (II)1.引言.................................................. (1)2.方案比较与论证......................................................... (1)2.1方案比较................................................................... (1)2.2方案选定................................................................... (2)2.3方案论证................................................................... (2)3.系统硬件设计......................................................... . (2)3.1系统机械制作................................................................... .. (2)3.2核心系统控制模块................................................................... (2)3.3电源模块................................................................... (3)4.系统软件设计......................................................... . (3)4.1程序框图................................................................... (3)4.2系统控制图................................................................... .. (4)5.测试方案与测试结果......................................................... . (4)5.1测试仪器................................................................... (4)5.2测试方法................................................................... . (4)5.3测试结果................................................................... (5)6.测试分析与总结......................................................... . (6)参考文献......................................................... (6)附录1装置机械安装图................................................................... . (7)附录2主要元器件清单................................................................... .. (8)1.引言在控制理论发展的过程中，某一理论的正确性及实际应用中的可行性需要一个按其理论设计的控制器去控制一个典型对象来验证。

无线调频发射机毕业设计论文 精品

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天津电子信息职业技术学院毕业设计课题名称无线调频发射机的研究姓名张义凯学号 21 班级电信S10-1 专业电子信息工程技术所在系电子技术系指导教师吕本杰完成日期 2013-01-20天津电子信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书课题名称：无线调频发射机的研究完成期限：2012年11月26日至2013年01月20日姓名张义凯指导教师吕本杰专业电子信息工程技术职称高级实验师所在系电子技术系主任刘松接受任务日期2012-11-26 批准日期2013-1-20毕业设计（论文）进度计划表注：1.本任务书由指导教师填写。

2.签字部分用笔填写,其余各项均要求打印。

（宋体、小4号字）毕业设计（论文）开题报告注：本报告由学生本人填写（打印、宋体、小4号字）。

毕业设计（论文）摘要无线调频发射机的基本组成包括基带信号处理电路、载波发生器、调制器、高频功率放大器和发射天线等五部分是一种通信用无线电装置的发信电路，其特征在于包括：将输入进来的发射信号放大并输出的发射放大器;以及与发信天线相连，用来转换发信状态和接收状态的转换开关，发信状态时上述发信放大器所输出的发信信号被输出到上述天线. 本设计首先根据设计的要求构建设计的总框图，充分考虑各个单元电路之间的信号传输和阻抗匹配。

理解各个要求的参数的意义，针对各参数再分别在各具体电路中加以实现，并且保证电路的正常运行。

本文叙述了发射机、编码、接收机、解调等电路的原理，利用计算机仿真完成了电路形式的选择和性能分析。

达到了理论与实际相结合的目的，提高了分析问题解决问题的能力.集成模拟乘法器是完成两个模拟量相成的电子器件,高频电子线路中的振幅调制.同步检验,混频,鉴频,鉴相等调制与调解的过程,均可视为两个信号相成或包含相成的过程.采用集成模拟的乘法器实现上述功能比采用立分器件要简单的多,而且性能优越,集成模拟乘法器常见的产品有MC1496. 超高频模拟乘法器.利用宽带变压器做耦合回路的功率放大器成为宽带功率放大器。

(完整版)射频电路设计

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3
目录
1、 引言 2、 传输线分析 3、 Smith圆图 4、 单端口网络和多端口网络 5、 射频滤波器设计 6、 有源射频元件 7、 有源射频电路器件模型 8、 匹配网络和偏置网络 9、 射频晶体管放大器设计 10、振荡器和混频器
4
第1章 引 言
回顾由低频到高频电路的演变过程，并从物理的角度引出 和揭示采用新技术去设计、优化此类电路的必要性。
在多数情况下导体的μr=1， 故趋肤厚度随着频率的升高迅速 降低。
2a 高电流密度 低电流密度
电流方向
Jz /Jz0
-a
ar
Jz /Jz0
δ，mm
1
0.9 0.8 0.7
σCu=64.516×106S/m Al σAl=40.0×106S/m
0.6 0.5
AuσAu=48.544×106S/m
0.4
线圈半径：r = 50mil=1.27mm(1英寸=1000㏕) 20
线圈长度：l =50mil=1.27mm 邻匝线距：d= l /N≈3.6×10-4m
105
实际电感
104
理想电感
Z ,Ω
根据空气芯螺旋管电感公式： 103
L r 20N 2 61.4nH
102
l
由1.14式，平板间距等于匝距，
• 在第5章“滤波器设计”中研究特定的阻抗对频率响应的一般 开发策略,简述以分立元件和分布元件为基础的滤波器理论。
• 第8章将深入研究“匹配网络和偏置网络”的实现。 • 第9章介绍“射频晶体管放大器设计”中有关增益、线性度、
噪声和稳定度等指标。 • 第10章讨论“振荡器和混频器”设计的基本原理。
9
1.2 量纲和单位
0.23~1GHz 130~30cm
毕业论文-WIFI天线设计

毕业论文-WIFI天线设计

毕业论文-WIFI天线设计齐齐哈尔大学无线通信(论文)题目 WIFI天线设计专业班级通信工程 084 班学生姓名李敏代兴利陈树家学号 2008132111 2008132117 2008132003指导教师赵岩2011年12月20日I齐齐哈尔大学无线通信摘要在无线网络迅速发展的今天，天线的地位及其应用被人们日益重视。

本文系统的介绍WIFI天线制作方法，理论分析依据，及其制作过程中的技术要求。

本文具体内容包涵WIFI知识， WIFI是种短程无线传输技术。

具体理论分析计算制作WIFI天线形状、尺寸大小及其选用材料，具体制作WIFI天线的过程。

及其测试WIFI天线性能，对比系统自带天线。

包涵制作心得及其制作技巧，此天线原理简单，制作成功率高，是各位无线网络DIY爱好者初级制作首选。

关键词:WIFI天线;无线网络;WIFI天线制作I齐齐哈尔大学无线通信ABSTRACTIn today's rapid development of wireless networks, antenna and its applications is increasing attention on the status of. Method for making this system to introduce WIFI antenna, theoretical analysis based on, and in the process of making technology requirements.Knowledge of specific content in this article include WIFI, WIFI is kind of short range wireless transmission technology. Analysis and calculation of specific theories make WIFI antenna selection of shapes, sizes and materials, the concrete process of making WIFI antenna. And testing WIFI antenna performance, contrast with antenna system. Excuse making experience and production skills, this antenna simple in principle, make a highly successful, are you DIY enthusiasts primary production preferred wireless network.Key words:WIFI antenna; wireless signal; WIFI antenna manufacture II齐齐哈尔大学无线通信目录摘要 ..................................................................... (I)ABSTRACT ........................................................... ...................................................... II 目录 ..................................................................... ................................................... III 第1章引言 .............................................................................................................. 1 第2章概述 ..................................................................... . (2)2.1 WIFI相关简述 ..................................................................... . (2)2.2 WIFI组建方法 ..................................................................... . (4)2.3 WIFI目前的应用 ..................................................................... (5)2.4 WIFI天线制作与测试材料及工具 (6)2.5 本设计方案思路 ..................................................................... (6)2.6 主要技术指标...................................................................... ...................... 7 第3章理论分析 ..................................................................... . (9)3.1 分析天线形状...................................................................... .. (9)3.2 天线尺寸设计...................................................................... ..................... 10 3.3 罐头盒大小设计 ..................................................................... ........................... 11 3.4 导波线路分析...................................................................... .............................. 13 第4章制作与调试 ..................................................................... (15)4.1 整体实物制作...................................................................... (15)4.2 WIFI天线调试 ..................................................................... .. (21)第5章性能测试与对比 ..................................................................... (22)5.1 系统自带天线与WIFI天线性能对比 (22)第6章制作心得 ..................................................................... ................................... 26 第7章结论 ..................................................................... .. (27)III齐齐哈尔大学无线通信第1章引言WIFI全称Wireless Fidelity，又称802.11b标准，是IEEE定义的一个无线网络通信的工业标准(IEEE802.11)。