(F题)要求设计一个自动接收机
本设计仅是个人初步方案,如有错误,还请大家指正,完全公开,仅供参考(射频部分)方案图如下
1、要求设计及一个88-108MHz的自动接收机,先从射频部分说起,最前端是带通滤波器,可采用LC形式,电容耦合形式的,也可以采用高通加低通形式的,我采用的HFP+LPF形式,具体参数自己可以用滤波器软件算一算。
2、滤波器之后就是低噪声放大器,由于接收信号强度范围是-95~-60dbm,前端低噪放的增益我设计成30db,采用的是BPF420三极管加GALI-6推动,组成30db增益低噪声放大器。
电路形式都是典型的,参考PDF里面给的,或者也可以采用mmic芯片来设计,更简单,这里我在过多叙述。
3、混频器采用平衡混频器,ADE-1,LO/RF频率支持0.5-500MHz,IF频率支持DC-500MHz,使用起来也比较方便,
4、本振这里可以采用DDS或者ADF4351等,单片机控制,步进100KHz,起始118MHz,截止138MHz进行扫频,还需要一路AD检测外部控制信号,启停信号源,这里主要是软件去控制,不过多叙述。
5、第一中频滤波器采用LC电容耦合形式,,因为把第一本振的频率落到做了带外,防止镜像干扰,因此中心频率为30MHz,由于最大频偏75KHz,所以信号带宽大概在160KHz,所以滤波器带宽设计成200KHz,这样信号不失真。
中频滤波器采用电容耦合形式,如下图所示
如果边沿不陡峭,可以增加滤波器的阶数,具体参数可以用滤波器软件计算,
6、一中频放大器采用MMIC放大器两级串联,每级增益15db,2级30db。型号GALI-5.
7、第二混频器与第一混频器一样,ADE-1,不多叙述。
8、第二本振采用固定频率,20MHz有源晶振,有条件的也可以采用DDC或者锁相环这类的都可以。
9、第二中频滤波器与第一中频滤波器一样,都是采用电容耦合形式。中心频率为10MHz,带宽200KHz。
10、第二中频放大器,这里采用带AGC功能的放大器,由于AM信号幅度变化导致解调输出幅度也变化,所以在里采用AGC放大器,把进入解调器的幅度稳定住,这里采用的是AD8367芯片,此芯片自带检波器,可以自行闭环控制,电路可以参考PDF里面典型电路,
此芯片动态范围45db,完全可以满足题目要求,输出幅度控制在-10dbm左右就也可以,给后面的检波器进行检波。
11、FM检波,采用乘法器,移相90度方式,如图所示
乘法器采用JRC公司的NJM14570,外部只需要R\L\C就可以完成移相90度,在经过低通滤波器就可以解调出FM信号,但是由于题目要求信号频偏在5K~75K任意,输出幅度稳定在1Vvpp,所以解调输出的幅度也会变化,这样后面还需做音频AGC电路,后面叙述,AM信号也一样需要音频AGC电路,
12、AM解调,可以采用二极管包络检波,也可以采用AD8361检波器,如果采用二极管检波,还需加放大器,二极管检波需要大信号,采用AD8361检波器小信号就可以满足。
13、音频AGC功能,题目要求FM信号的频偏5KHz~75KHz任意,AM信号的调试度30%~60%任意,这样就导致解调输出的幅度随着频偏和调制度的变大而变大,变小而变小,不能满足题目要求的稳定1Vvpp,那么就需要加入AGC电路,同样再用检波器加可变增益放大器实现,检波器采用二极管检波或者检波芯片都可以,可变增益放大器采用AD603,
检波输出后,经过运算放大器,控制AD603的增益,实现闭环增益控制,把输出幅度稳定在1Vvpp。
14、自动识别FM信号与AM信号与单载波信号,我想到的办法就是采用检波方式,用单片机的2个AD口去检测FM与AM检波器的输出,
例如:外部信号时FM信号时,只有FM检波器上会检波出音频信号,AM检波器上不会有信号,把FM检波器的信号在经过二极管变成直流信号,与运算放大器设定的参考门限电压对比,如果大于参考门限电压,运算放大器输出高电平,通过AD检测,就认为是FM信号,把输出的开关切换到FM上,最终输出。
同样AM信号也是一样的过程,
如果要是单载波信号,那么在FM检波器输出端口直接检测,因为单载波信号经过FM解调器输出只有直流信号,没有音频分量。
这样就判断出是单载波信号,FM信号,AM信号。
以上是本设计的全部方案与采用的芯片,我除了用到单片机的部分没有实现,其余的部分都实现了,本振我采用信号源替代的,下面是实际解调出来的信号,1KHz。
测试场景
仅供大家参考,如有不对的地方还请多多指教。