MHz-100MHz频谱分析仪.ppt

80MHz 100MHz频谱分析仪 简单说明 北京理工大学罗伟雄 80MHz 100MHz频谱分析仪任务 设计制作一简易频谱仪 另外用锁相环制作一个频谱仪的本振源 说明 频谱仪的基本结构如下图混频滤波显示测频本振源信号源 一基本要求制作一锁相环的信号源 1 频率范围90MHz 110MHz2 步进100KHZ 3 幅度可调1 100mV 4 要求频率在整个范围内可自行扫瞄 扫瞄速率可调 可手动控制扫瞄速率 予置在某一特定频率 5 频率可显示 6 制作一测量频率转換时间的电路 7 频率转換时间小于1ms 二 发挥部分制作80MHz 100MHz频谱分析仪 1 频率范围80MHz 100MHz 2 分辩率100KHz 3 能显示信号频谱和中心频率 4 可在频段内扫瞄并显示 5 测试在全频段内的杂散频率 大于主频分量幅度的10 为杂散频率 个数 出题思路1 将仪器类的频率提高到100MHz以上 培养学生高频电子线路的能力 2 熟练的掌握锁相技术 3 了解混频器产生的组合频率干扰 基本要求就是用锁相技术做一频率源作为频谱仪的混频本振源 因为前年的频率特性测试仪想用DDS作频率源 由于芯片原因 不得不降低频率 今年自已做不受芯片限制 锁相环组成的频率源为 晶振源 鉴相器 压控振荡 程序分频 环路滤波 予置电压 部件说明晶振源 由于题目要求步进为1MHz 这样其输出也为1MHz 鉴相器 可用模拟乘法器作乘积型鉴相电路 鉴相频率为1MHz环路滤波 可用有源和无源两种 其带宽由捕捉时间决定 压控振荡 LC振荡电路 输出为正弦波 晶体管振荡电路 如3DG12C其最高振荡频率为300MHz 组件的LC振荡电路MC1948 其为一组差分对管加LC振荡回路 由两级射随器输出 组件的多谐振荡电路 输出为方波 输出频率可达200MHz 这方案会给发挥部分带来麻烦 程序分频有两种方案 1 可用高速HPGA 可能成本高 但方便 可靠 2 用吞脉冲技术 也就是前置分频加一般分频电路 频率扫瞄和预置只要调预置电压 每一个电压对应一个频率 最好用8位数字加A D来完成 题目基本要求中加了测捕捉时间电路和测捕捉时间 目的是测试同学对锁相环基本知识的掌握情况 锁相环在失锁时PD的输出为交流 理论上是PD输入电压的差拍频率的正弦波 靠环路的牵引作用 两个频率不断靠近 最后锁定 PD输出为直流 只要用示波器观察这一过程 就可大致测出捕捉时间 捕捉时间为失锁到锁定所需时间 一般由频率牵引时间加快捕时间组成 快捕时间是很短的 一般在1ms以下 因此加在VCO上的预置电压保证预置在快捕带内即可 发挥部分只要上面的频率源完成较好 这部分要简单一些 其组成为 混频器 频率源 被测信号 带通滤波 显示 混频器可用模拟乘法器MC1496或MC1596完成 其最高完成200MHz的相乘 带通滤波可用窄带晶体滤波来完成 有的用多级陶瓷滤波 频率分辩率是频谱仪的重要指标 它主要取决于带通滤波器的带通 若用晶体滤波 其带宽可做到25KHz 这样分辩率就不成问题 在测试时应用100MHz的载频加100KHz的调制电压的调幅波来测 但考虑到各校可能没有这样的信号源 因此这次用90MHz和90 1MHz来测 组合频率干扰是衡量混频器作得好坏一个重要指标 混频器是一个非线性电路 虽然用模拟乘法器 它是一个近似乘法 这样混频器就会产生很多组合频率分量mfs nfl m n 0 若这些分量落在带通滤波的带宽内就组成组合频率干扰 若vco采用多谐振荡 产生组合频率干扰可能性就大 因为其本振频率包含有谐波分量