本文關(guān)鍵詞：手持式頻譜儀本振電路的研究與實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 便攜式儀器 頻譜分析儀 低功耗技術(shù) 本振技術(shù) VCO

【摘要】：科技的迅猛發(fā)展給人們的生活帶來了巨大的便利,同時反饋給科研工作更大的挑戰(zhàn)。無線通訊技術(shù)的崛起發(fā)展促使了更多的野外作業(yè)任務(wù),對于適應(yīng)野外工作環(huán)境的便攜式設(shè)備的生產(chǎn)研制迫在眉睫。手持式頻譜分析儀是野外測量工作中廣泛使用的便攜式儀器,本論文在手持式頻譜分析儀的大背景下,以低功耗、小體積為設(shè)計原則,以惡劣環(huán)境適應(yīng)性為前提,研究并實現(xiàn)了手持式頻譜分析儀的高指標本振源。本文首先介紹了超外差式頻譜儀的工作原理及其調(diào)諧方程,比較分析了高中頻調(diào)諧方案和低中頻調(diào)諧方案的優(yōu)缺點,結(jié)合本振技術(shù)的發(fā)展概況,確定手持式頻譜儀的高中頻調(diào)諧方案,并通過分析手持式頻譜儀的整體項目指標,得出其本振模塊的詳細指標。然后結(jié)合教研室比較成熟的某3GHz射頻頻譜儀本振方案,設(shè)計了以低功耗為主要原則的手持式頻譜儀本振電路的鎖相環(huán)頻率合成方案。為實現(xiàn)本振電路模塊的低功耗設(shè)計,本文將低功耗設(shè)計技術(shù)與鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計實現(xiàn)了壓控振蕩器的功耗控制方案和小數(shù)分頻技術(shù)的低功耗方案:壓控振蕩器的功耗控制主要表現(xiàn)為供電電源的控制開關(guān)設(shè)計,同一時刻只允許一片振蕩器工作,通過ADS仿真優(yōu)化,最終將控制開關(guān)的關(guān)斷時間限制到60ns以內(nèi);小數(shù)分頻技術(shù)的低功耗主要表現(xiàn)為使用功耗僅為0.02W的雙模分頻器代替具有連續(xù)分頻值的多模分頻器。最后通過電路仿真驗證、PCB板繪制、硬件調(diào)試,最終實現(xiàn)了手持式頻譜儀的本振電路設(shè)計。本論文的創(chuàng)新點在于用壓控振蕩器VCO設(shè)計實現(xiàn)了4.9GHz~8.8GHz的寬頻段本振源,并使用低功耗技術(shù)成功的降低了該本振源的電路功耗。論文最終完成了手持式頻譜儀本振電路的總體設(shè)計目標。使用低功耗技術(shù)將本振電路的整體功耗控制在7W以內(nèi)。電路輸出信號相位噪聲在4.88GHz頻點處達到了-90dBc/Hz@10kHz,頻率分辨率為1Hz。
【關(guān)鍵詞】：便攜式儀器 頻譜分析儀 低功耗技術(shù) 本振技術(shù) VCO
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM935.21
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 手持式頻譜分析儀的發(fā)展概況11
• 1.3 頻率合成技術(shù)的發(fā)展概況11-14
• 1.4 論文內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第二章 頻譜分析儀工作原理及關(guān)鍵技術(shù)基本原理16-31
• 2.1 頻譜分析儀工作原理及其關(guān)鍵性能指標16-21
• 2.1.1 超外差頻譜分析儀的工作原理17-20
• 2.1.2 手持式頻譜儀的性能指標20-21
• 2.1.3 手持式頻譜儀各級本振及中頻信號設(shè)計21
• 2.2 鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)21-29
• 2.2.1 鎖相環(huán)路的閉環(huán)頻率響應(yīng)特性22-26
• 2.2.2 Sigma-Delta小數(shù)分頻技術(shù)26-29
• 2.3 低功耗技術(shù)研究29-30
• 2.3.1 低功耗技術(shù)的研究必要性29
• 2.3.2 常用的低功耗技術(shù)29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 手持式頻譜儀本振電路的整體方案31-40
• 3.1 手持式頻譜儀本振電路總體目標31
• 3.2 本振電路整體方案設(shè)計31-34
• 3.2.13GHz頻譜分析儀的本振方案設(shè)計31-33
• 3.2.2 手持式頻譜分析儀的本振方案設(shè)計33-34
• 3.3 低功耗模塊方案設(shè)計34-39
• 3.3.1 VCO的控制方案設(shè)計34-37
• 3.3.2 小數(shù)分頻技術(shù)的低功耗方案設(shè)計37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 手持式頻譜儀本振電路設(shè)計與實現(xiàn)40-62
• 4.1 低功耗電路設(shè)計與實現(xiàn)40-51
• 4.1.1 VCO供電開關(guān)電路的設(shè)計與實現(xiàn)40-45
• 4.1.2 小數(shù)分頻低功耗電路實現(xiàn)45-49
• 4.1.3 射頻功率的優(yōu)化分配49-51
• 4.2 其它電路模塊的設(shè)計與實現(xiàn)51-61
• 4.2.1 VCO掃描控制方案設(shè)計51-54
• 4.2.2 RF開關(guān)器件選型及其控制電路設(shè)計與實現(xiàn)54-57
• 4.2.3 鑒相器電荷泵具體電路設(shè)計57-60
• 4.2.4 環(huán)路濾波器具體電路設(shè)計60-61
• 4.3 本章小結(jié)61-62
• 第五章 手持式頻譜儀掃本振電路調(diào)試及結(jié)果分析62-69
• 5.1 硬件調(diào)試流程62-63
• 5.1.1 整版測試62
• 5.1.2 上電測試62-63
• 5.1.3 功能性調(diào)試63
• 5.2 手持式頻譜儀本振電路的單點調(diào)試結(jié)果及分析63-66
• 5.3 小數(shù)分頻雜散抑制結(jié)果對比展示66-67
• 5.4 手持式頻譜儀本振電路低功耗調(diào)試結(jié)果與分析67-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 論文總結(jié)69
• 6.2 后續(xù)工作69-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-75

【參考文獻】

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本文編號：840553