當(dāng)時寒假和隊友一起做的,那會武漢的冬天有點冷,我老師負(fù)責(zé)指導(dǎo)我們。他人挺好,對待學(xué)生親熱有家,每一次我們遇到問題他總是能夠及時回答我們那個地方出了問題需要調(diào)試或者修改參數(shù),甚至看我們動手太慢他主動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)師只會要求你做什么看什么書而不會親力親為來教你甚至自己動手。所以碰上這樣的導(dǎo)師我也是醉了。然后那會的寒假都很自覺,主動留在他那里做事,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象,選錯了各種不開心。
說是做接收機,其實主要的工作量集中在本振,因為混頻之后的濾波器只允許一個信號過去,這就意味著當(dāng)本振固定的時候,接收進來的信號也就固定了。接收機進來的信號通過預(yù)選頻之后就進入混頻端,而混頻的本振是選擇信號的關(guān)鍵之處,當(dāng)改變混頻的本振時,就會選擇某個進來的頻率,這是接收信號里面的主要之處。
一個信號進來首先經(jīng)過預(yù)選頻,之后通過低噪放,這里的opa很關(guān)鍵,因為進來的信號靈敏度很低,不能隨便選擇一個放大器。因為越在前面一級他的噪聲系數(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)以后有機會再統(tǒng)一歸納一下。天線進來的信號與本振一起進入混頻之后通過41.4M的晶體濾波器,因為輸出選擇有晶體濾波器的存在,也就是說當(dāng)本振固定的時候,選擇的天線進來的頻率也就固定了,這也是接收機最主要的理論。這里的DDS顯得很關(guān)鍵,因為它幾乎是整個系統(tǒng)的核心,選擇的頻率由它決定了。我們采用的DDS為AD9953,時鐘要求較高,配合鎖相環(huán)一起做的本振。進入混頻出來之后的信號通過濾波器再進行自動增益控制,采用兩級信號自動增益以及濾波的原因是為了更好的濾除掉波形。接著進入模數(shù)轉(zhuǎn)換AD中進行數(shù)字采集,再通過下變頻之后把信號的頻率轉(zhuǎn)換為基帶的信號,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 較大信號信噪比>40db
阻塞:≥100dBuV
先看一下平時的儀器。這張圖幾乎可以代表著平時的生活狀態(tài)以及接觸的東西。
再看原理圖吧,這是本振部分的。
雖然市場上USB芯片很流行,但是我老師對232特別有情懷,每次他都說用這個就好, 省錢。
中間用了多階濾波器以及后面加了一個固定增益放大器。下面是多個電源部分。
本振部分的PCB和3D圖。
實物板子圖,
這是MSP430
dds在這里了.
信號經(jīng)過混頻出來之后通過濾波,信號不太穩(wěn)定的情況下這里設(shè)計了AGC用來穩(wěn)定信號的幅度再送往后級處理。芯片用的ADI的AD8367和AD603.多級603,前期的實驗用的是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,不僅僅是因為它的帶寬很高!AGC有很多種方案,采用603的原因除了因為他熟悉之外還有因為他的移植性很高,在ADI的一個典型的方案里面就配合了AD8367做的一個自動增益。
放大圖。
AGC設(shè)計在這里了,AD8367用來檢波的。603負(fù)責(zé)程控。
最后的指標(biāo)測試,晶振源的頻譜。
單信號頻譜
測試細(xì)節(jié)部分不過多解釋,測試的指標(biāo)包括帶寬,靈敏度,阻塞,鏡像抑制等。大部分指標(biāo)達標(biāo)。 上一張接收機的圖。
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:這個項目的調(diào)試花了不少時間,前期設(shè)計主要是和幾個同學(xué)還有我老師一起討論得來的。還有一個很主要的部分是放大部分,不是用的普通放大器實現(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試了。總共花了將近半年的時間。用來紀(jì)念下。其實每一個項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】短波接收機前端模塊電路設(shè)計
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