當(dāng)時(shí)寒假和隊(duì)友一起做的,那會(huì)武漢的冬天有點(diǎn)冷,我老師負(fù)責(zé)指導(dǎo)我們。他人挺好,對(duì)待學(xué)生親熱有家,每一次我們遇到問題他總是能夠及時(shí)回答我們那個(gè)地方出了問題需要調(diào)試或者修改參數(shù),甚至看我們動(dòng)手太慢他主動(dòng)來用烙鐵來修改板子上的參數(shù)。在我的學(xué)生生涯里面,這樣的老師幾乎很少見吧,大多數(shù)導(dǎo)師只會(huì)要求你做什么看什么書而不會(huì)親力親為來教你甚至自己動(dòng)手。所以碰上這樣的導(dǎo)師我也是醉了。然后那會(huì)的寒假都很自覺,主動(dòng)留在他那里做事,不像后來的一些年被老板逼著留在學(xué)校只有臨近春節(jié)才放假。所以選老師就好像選對(duì)象,選錯(cuò)了各種不開心。
說是做接收機(jī),其實(shí)主要的工作量集中在本振,因?yàn)榛祛l之后的濾波器只允許一個(gè)信號(hào)過去,這就意味著當(dāng)本振固定的時(shí)候,接收進(jìn)來的信號(hào)也就固定了。接收機(jī)進(jìn)來的信號(hào)通過預(yù)選頻之后就進(jìn)入混頻端,而混頻的本振是選擇信號(hào)的關(guān)鍵之處,當(dāng)改變混頻的本振時(shí),就會(huì)選擇某個(gè)進(jìn)來的頻率,這是接收信號(hào)里面的主要之處。
一個(gè)信號(hào)進(jìn)來首先經(jīng)過預(yù)選頻,之后通過低噪放,這里的opa很關(guān)鍵,因?yàn)檫M(jìn)來的信號(hào)靈敏度很低,不能隨便選擇一個(gè)放大器。因?yàn)樵皆谇懊嬉患?jí)他的噪聲系數(shù)要求就越高。鏡像抑制之前我的博客講解過,涉及很多指標(biāo)以后有機(jī)會(huì)再統(tǒng)一歸納一下。天線進(jìn)來的信號(hào)與本振一起進(jìn)入混頻之后通過41.4M的晶體濾波器,因?yàn)檩敵鲞x擇有晶體濾波器的存在,也就是說當(dāng)本振固定的時(shí)候,選擇的天線進(jìn)來的頻率也就固定了,這也是接收機(jī)最主要的理論。這里的DDS顯得很關(guān)鍵,因?yàn)樗鼛缀跏钦麄€(gè)系統(tǒng)的核心,選擇的頻率由它決定了。我們采用的DDS為AD9953,時(shí)鐘要求較高,配合鎖相環(huán)一起做的本振。進(jìn)入混頻出來之后的信號(hào)通過濾波器再進(jìn)行自動(dòng)增益控制,采用兩級(jí)信號(hào)自動(dòng)增益以及濾波的原因是為了更好的濾除掉波形。接著進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換AD中進(jìn)行數(shù)字采集,再通過下變頻之后把信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)換為基帶的信號(hào),送入DSP去處理就行了。
指標(biāo)要求:
頻率范圍:1-35M
頻率間隔:1Hz
基準(zhǔn)靈敏度:端口電壓≤0.5uV 中頻抑制和鏡像抑制>90db 較大信號(hào)信噪比>40db
阻塞:≥100dBuV
先看一下平時(shí)的儀器。這張圖幾乎可以代表著平時(shí)的生活狀態(tài)以及接觸的東西。
再看原理圖吧,這是本振部分的。
雖然市場(chǎng)上USB芯片很流行,但是我老師對(duì)232特別有情懷,每次他都說用這個(gè)就好, 省錢。
中間用了多階濾波器以及后面加了一個(gè)固定增益放大器。下面是多個(gè)電源部分。
本振部分的PCB和3D圖。
實(shí)物板子圖,
這是MSP430
dds在這里了.
信號(hào)經(jīng)過混頻出來之后通過濾波,信號(hào)不太穩(wěn)定的情況下這里設(shè)計(jì)了AGC用來穩(wěn)定信號(hào)的幅度再送往后級(jí)處理。芯片用的ADI的AD8367和AD603.多級(jí)603,前期的實(shí)驗(yàn)用的是AD605,但是605被我調(diào)廢了。之后改的方案就用的這款。我老師特別喜歡AD8367,不僅僅是因?yàn)樗膸捄芨?!AGC有很多種方案,采用603的原因除了因?yàn)樗煜ぶ膺€有因?yàn)樗囊浦残院芨撸贏DI的一個(gè)典型的方案里面就配合了AD8367做的一個(gè)自動(dòng)增益。
放大圖。
AGC設(shè)計(jì)在這里了,AD8367用來檢波的。603負(fù)責(zé)程控。
最后的指標(biāo)測(cè)試,晶振源的頻譜。
單信號(hào)頻譜
測(cè)試細(xì)節(jié)部分不過多解釋,測(cè)試的指標(biāo)包括帶寬,靈敏度,阻塞,鏡像抑制等。大部分指標(biāo)達(dá)標(biāo)。 上一張接收機(jī)的圖。
附帶AD9953的部分程序。
主程序部分:void main( void ){ /*下面六行程序關(guān)閉所有的IO口*/
P1DIR = 0XFF;P1OUT = 0XFF;
P2DIR = 0XFF;P2OUT = 0XFF;
P3DIR = 0XFF;P3OUT = 0XFF;
P4DIR = 0XFF;P4OUT = 0XFF;
P5DIR = 0XFF;P5OUT = 0XFF;
P6DIR = 0XFF;P6OUT = 0XFF;
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;
//關(guān)閉看門狗
InitAD9953();
//初始化// InitDAC12();
//初始化DA InitUART0();
//初始化串口
InitADF4350(); /
/初始化PLL
AD9953_WriteFreq(30000000);
while(1)
{
UART0_ChangeFreq();//
UART0_ChangeDA();//
a=10000;//
if(flag==3)//
{//
a=10000;//
while(a--);//
i=i+100000;//
if(i>75000000) i=46500000;//
AD9953_WriteFreq(i); //
}
//
DA_Sweep=DA_Sweep+10;//
if(DA_Sweep>3000) i=0;//
DAC12_0DAT=DA_Sweep;
}}
DDS主要用的AD99系列的。程序參考了ADI官網(wǎng)的代碼示例,想要參考的可以去下載。在那個(gè)基礎(chǔ)上修改就好了。另外剩下的就只有PLL的程序部分,也可以下載參考,剩下的MCU模塊里面的只有串口的程序,組合在一起就差不多。
DDS程序部分:
void WriteByte(unsigned char data){ PORT_SCLK_OUT; PORT_SDIO_OUT;
unsigned char i;
unsigned char temp; temp = data; for(i=0;i<8;i++)???
//送入1個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù) { CLR_SCLK; nNop(4);
if(temp&0x80)
SET_SDIO;
else
CLR_SDIO;
temp<<=1;???
nNop(2);
SET_SCLK;
nNop(4);
}
}
PS:這個(gè)項(xiàng)目的調(diào)試花了不少時(shí)間,前期設(shè)計(jì)主要是和幾個(gè)同學(xué)還有我老師一起討論得來的。還有一個(gè)很主要的部分是放大部分,不是用的普通放大器實(shí)現(xiàn)的,而是通過調(diào)諧放大來產(chǎn)生了,這里沒有詳細(xì)講解。在后來又去其他地方測(cè)試了??偣不藢⒔肽甑臅r(shí)間。用來紀(jì)念下。其實(shí)每一個(gè)項(xiàng)目只要用心去探索和調(diào)試,你在其中都能學(xué)到很多東西,哪怕是很細(xì)節(jié)的東西都可以描述的很清楚。所以是不是自己參與的別人一問幾乎能問出來。此項(xiàng)目涉及到很多指標(biāo),有興趣的可以參考國標(biāo)。
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原文標(biāo)題:【博客大賽】短波接收機(jī)前端模塊電路設(shè)計(jì)
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