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-110MHz 2.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+nf