小型化數(shù)字測頻接收機(jī)
加入技術(shù)交流群
2．1 AD電路設(shè)計
由于目標(biāo)信號可持續(xù)200 ns，因此選用采樣率可達(dá)40MSPS的AD9203。AD9203為單端或差分輸入，采樣結(jié)果為10位并行輸出，采用+3．3 V供電。AD9203采樣電路如圖5所示。在進(jìn)行AD電路設(shè)計時，需要注意模擬供電與數(shù)字供電要分開，模擬地與數(shù)字地適當(dāng)隔離，以減少數(shù)字電路對模擬電路的影響。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/192785.htm
2．2 控制電路設(shè)計
整個系統(tǒng)由FPGA控制，選用Xilinx公司產(chǎn)品Spartan3，該器件功能強(qiáng)大而且價格便宜。Spartan3主要完成發(fā)現(xiàn)被測信號，控制AD電路對鑒相器的輸出電壓進(jìn)行采樣，之后通過運算完成目標(biāo)信號頻率的測量，測量結(jié)果通過74HC245輸出到下級電路。
2．3 軟件編程
整個系統(tǒng)首先檢測到目標(biāo)信號的同步信號，控制AD電路進(jìn)行采樣，將電壓采樣結(jié)果作為查尋地址送到ROM查表得出頻率。建立ROM查詢表，用安捷倫公司的微波信號源產(chǎn)生1．4～2．0 GHz的標(biāo)準(zhǔn)信號，將AD8302的相位輸出采樣電壓作為地址，與相應(yīng)頻率對應(yīng)即可。由于AD8302在電壓輸出最大值與最小值附近線性性不是很理想，因此需要選擇兩路輸出電壓中合適的一路進(jìn)行查表計算，并通過比較兩路電壓
以解模糊得到正確結(jié)果。最后將計算得出的頻率輸出到下級電路。整個程序的流程圖如圖6所示。
編程采用VHDL語言，主要部分是判斷相位差屬于-180°～0°還是0°～+180°，之后選取合適的一路輸出電壓作為地址進(jìn)行尋址。舉例來說，兩片AD8302的輸出如圖7，比如+60°與60°的解模糊，從圖中可見+60°時 I路大于0．9 V，Q路小于0．9 V；-60°時 I路、Q路均大于0．9 V，同時I路小于Q路。這樣，可以根據(jù)I路、Q路和中間值0．9 V三者的關(guān)系來確定正確結(jié)果。
2．4 整體電路實現(xiàn)
由于本系統(tǒng)需要與其他部件組合使用，因此體積需要盡可能小。元器件全部采用縮小體積表面封裝，并加裝金屬外殼以減少外界干擾。延遲線選用的同軸電纜長度相差285 cm，在輸入信號頻率變化時可得到理想的電壓變化。圖8所示為完整的測頻接收機(jī)實物圖。
3 測試結(jié)果
系統(tǒng)測試選用安捷倫公司的微波信號源，輸出信號頻率范圍14～20 GHz，幅度為-20 dBmo經(jīng)過測試，本系統(tǒng)測頻范圍為1.4～2．0GHz，測量精度達(dá)到10MHz，動態(tài)范圍為-36～10dBm，性能良好。
4 結(jié)論
文中介紹了AD8302的典型應(yīng)用，根據(jù)A08302的鑒相功能設(shè)計了IFM接收機(jī)，并制作了系統(tǒng)對電路進(jìn)行驗證。實驗結(jié)果表明，根據(jù)AD8302設(shè)計的IFM接收機(jī)具有良好的測頻功能，簡化了系統(tǒng)設(shè)計。為了提高系統(tǒng)的性能，可以增加AD的有效位數(shù)，或者自己搭建比較器電路，經(jīng)過改良，可以進(jìn)一步提高測頻精度和測頻范圍。
評論