杨 兴，蒋美琪（成都理工大学信息科学与技能学院，成都 610059）
摘 要：本规划选用IAP15W4K61S4单片机为操控中心，电路由前级低噪声扩大器、AGC模块、锁相环、混频器、中频滤波器及扩大器、AM解调电路、基带扩大器等部分组成。前级输入为10 μV-1 mV的小信号，经过低噪声扩大器进行调幅处理，处理后的信号与锁相环发生的本征信号进行两次混频，输出10.7 MHz的中频信号。再经晶体滤波器和扩大器进行滤波和扩大，滤波后的信号经过峰值检测电路进行AM解谐和基带扩大器扩大，终究经过5 KHz的有源低通滤波优化输出波形。完成输出1V±0.1V规模可调的解调信号。整个体系安稳性强，解调信号无显着失真。
关键词：IAP15W4K61S4单片机；锁相环电路；混频器电路；中频滤波器电路；检波电路
0 导言
在无线电路传输工程里，一般信号都是经过电磁波的方法进行传输。为了获得一个比较好的辐射作用。咱们能够经过进行调制，将基带信号的频谱搬移到比较高的载波频率上，然后就能够经过进步频率以削减所用天线的尺度。别的，调制能够把很多个信号源一起负载在不同的载波上进行传递，能够避免发生紊乱，完成一个载波传递一个信号，使信道到达多路复用的作用，进步信道传递的安稳性，下降风险系数。调制一起还能拓展传输信号的带宽，让更多的信号能够经过传输信号进行传递，然后使得载波能够负载更多频率分段的信息信号。在本规划中选用IAP15W4K61S4单片机操控，用低噪声扩大器将AM信号扩大，与本振源混频 [1] ，经过中频滤波器滤出带有AM调制波的10.7MHz信号，在用AGC增益操控在一个安稳的起伏，经过峰值检波将带有AM的调制信号解调，经过基带扩大器后再经过有源低通滤波优化输出波形。使解调信号在1V±0.1V规模内可调且无显着失真。
1 体系全体规划
本规划选用IAP15W4K61S4为操控中心，电路分为前级低噪扩大、AGC模块、锁相环、混频器、中频滤波器及扩大器、AM解调电路、基带扩大器等部分组成。为完成输出规模在1V±0.1V内的可调信号解调后输出波形无显着失真。其全体规划经过对输入的AM小信号经过前级低噪声扩大器电路进行扩大调幅处理，再同与单片机相连的锁相环发生的本征信号进行两次混频，输出10.7MHz的信号到中频滤波器经过对信号滤波后再扩大信号 [2] ，信号经过可控增益对信号解调，再经过对信号的扩大以及对信号过滤后得到的信号经过示波器输出。体系的全体框图如图1所示。
2 体系硬件电路规划
2.1 前级低噪声扩大器电路
为了对10μV-1mV信号进行扩大以及避免对噪声扩大的饱满，本模块选用1片ERA-8SM+和ERA-4SM+芯片级联，芯片的带宽是从DC-4GHz,使前级小信号扩大至约315倍，由于该芯片在输入口中有匹配50Ω电阻，因而选用一个0.1μF 电容串联，然后在通频带内满意50Ω的输入阻抗要求。供电运用的是DC-5V，然后限流电阻运用的是10Ω，而在直流馈电运用的电感是390uH。前级扩大电路如图2所示。
2.2 中频滤波器电路
此体系选用10.7MHz的晶体滤波器作为中频滤波器，为了在测验过程中避免发生搅扰，中频频率挑选满意以下联系：250+f>300-f。其间250,300MHz,别离指上下限频率，f为中心频率。中频滤波器带宽巨细决议信号的安稳度，所以咱们选用具有频率挑选性高和温度安稳性杰出，且中心频率为10.7MHz [3] ，通带宽度为±7.5KHz的晶体滤波器 [4] 。其电路图如图3所示。
2.3 中频扩大器电路
此模块选用两级级联方法的AD603芯片进行中频信号扩大，并在输入端设置的T型衰减器，使其增益规模到达-40dB-40dB,并运用OPA690芯片设置增益以驱动后级电路。
2.4 混频器电路
被测信号与锁相环发生的本振信号都会进入本模块进行混频，得到一系列频率成分供后级滤波电路运用。由于咱们进行的是下混频，所以输入信号在260.7MHz～310.7MHz之间，可是锁相环发生的本征信号只能到180MHz，而咱们需求输入的载波频率为250MHz～300MHz，因而本体系选用的是中频为10.7MHz的二级混频。且AD831芯片能够设置输出增益以补偿后带通滤波器的损耗，增益设置为10dB（1+R4/R3=3.16）。混频器电路图如图4所示。
2.5 基带扩大器电路
此模块选用频带宽度适中，高性能低噪声双运算扩大器NE5532芯片 [5] ，增益宽带为10MHz。在同相输入端串联一个100nf的电容，并联一个8.2K的电阻，构成一个高通滤波器，方向输入端并联一个1KΩ的电阻，反应端接入一个10K的滑动变阻器可完成对扩大倍数的操控。对前级晶体滤波器发生的中频信号进行扩大处理。
2.6 可控增益电路
以AD603芯片为中心的AGC模块，其是高增益精度的压控VGA芯片，可经过级联方法添加带宽和增益。本体系中运用其对混频后的10.7MHz中频信号扩大，扩大倍数约6倍左右，确保进入检波电路的电压到达60mV～70mV。
2.7 锁相环电路
选用ADF4001芯片与MC1648芯片。四个改换电容二极管D1-D4和高频电感L2为压控元件，进步输出信号频率安稳度和压控线性度。运用磁珠阻隔数字地和模仿地，削减体系之间的相互影响和下降噪声。在芯片引脚处接10pF和0.1μF电容对电源进行滤波，添加体系安稳性。
2.8 检波电路
检波即完成对信号的解调。该检波电路设置宽带规模为10K，检波需求60mv以上才干无失真检出中频信号。而且咱们在每个电源输出端口均设置10μF与0.1μF的并联电容对其进行滤波。前端参加高速比较器opa690做缓冲器,运算扩大器TL3016首要起缓冲作用。高速比较器TL3016比较的信号是同相端的待测信号与反向端反应回来的信号，反应电路中使用的是二极管和RC充放电进行检波。这样便构成反应电路。滤波电路图如图5所示。
3 体系测验成果
3.1 体系实物图
本体系全体的实物图如图6所示。
3.2 测验计划
先将体系系分隔，独自测验，再级联测验。信号源发生10μV～1mV小信号，接入低噪声扩大器，经过示波器对各级电路进行点测，剖析各级输出信号的参数目标。观测单片机是否能够操控锁相环，然后调理本征信号频率。改动体系调制频率或载波频率，经过示波器检测输出。
3.3 测验成果
1)调理载波频率为275MHz，输入信号起伏在10 μV～1mV。测验数据如表1所示。
2)调理载波频率为250-300MHz,输入信号起伏在10μV-1mV。测验数据如表2所示。
测验成果剖析:经过对上述试验数据剖析能够看出，本体系能够在在载波频率为250~300MHz，在10μV ~1mV之间完成信号的调幅处理，且根本安稳1±0.1V左右，波形没有一个显着的失真状况存在。波形如图7所示。
4 定论
在输入信号经过低噪声扩大器后再与单片机操控的锁相环进行两次混频，再由中频扩大器及过滤器得到的信号经过可控增益扩大后进行检波，最终对输出信号进行滤波优化，所得到的信号无显着失真。依据上述测验数据，改动调制频率及载波频率，除输入信号为10 μV时 [6] ，其它起伏的输出信号起伏均在1V±0.1V规模，且晶体滤波器可滤出10.7MHz的中频信号。
参考文献：
[1] 葛建民,杨秀美,韩建国,等.一种弱小射频信号检波器的研发[C].2011年全国微波毫米波会议.2011.
[2] 于洪喜,崔骏业.CDAS副站微波接纳体系[J].空间电子技能.1997(4):28-29,46.1997.
[3] 张鹏辉,于钦学,任文娥.部分放电在线窄带检测体系的研讨[J].高电压技能.2000(01):26-28.
[4] 平策.低成本无线气候传真接纳与显控体系规划[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学.2018.
[5] 刘路明.用于煤层气抽放试验的超声波发生器规划与完成[D].重庆:重庆大学.2008.
[6] 徐明义.根据射频直接带通采样的接纳技能研讨[D].姑苏:姑苏大学.2012.
（注：本文来源于科技期刊《电子产品世界》2020年第05期第55页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。）
