变频式射频密码锁控制软件混频器设计论文

1、 课程设计指导。题目:电子系统课程设计变频射频密码锁的控制软件 课程分配信1.设计目的:(1)通过本课程设计的学习，学生将对所学的专业知识进行复习，使课堂上所学的理论知识能够应用于实践。通过本课程设计的实践，学生将具备一定的实际操作能力；(2)熟练使用示波器、信号源、万用表、频谱分析仪等仪器设备；(3)通过电子信息系统设计课程设计，掌握设计信息处理系统的思维方法和基本开发流程。2.设计能力和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等。):(1)熟悉Multisim和Protel DXP软件的使用a、熟悉Multisim操作环境；b、掌握Multisim平台上电路原理图的仿真；熟悉Prote

2、l DXP的操作环境；d、在Protel DXP平台上掌握电路原理图的绘制和pcb制版；E.根据选题的需要，正确设计电路，最终优化电路。(2)实际设计要求:a、根据所选题目，设计相应的电路；b .根据设计的电路，完成电路仿真，并根据仿真结果对电路进行优化；c、根据设计的电路完成PCB制版，最终完成电路的开发。(3)参考主题1变频射频密码锁控制软件基本要求和目标:掌握压控振荡器、PLL和时钟调整的原理，掌握外围电路和接口，了解可编程的概念。增益积、环路增益、稳定性原理、相频特性、幅频特性、阻抗匹配等。了解电流反馈运算放大器的特性。调制和解调方式、调制和解调电路及性能了解分布参数、接地布局对电路性

3、能的影响，掌握原理图和PCB的设计技巧。课程分配信和能力。了解单片机的特点，掌握单片机的选型和系统外围电路及其接口电路的设计。了解有关软件无线电概念的更多信息学习计算机仿真技术，掌握示波器、信号源等常规仪器的使用。进一步学习查阅资料和PPT制作的能力。子课题1:开发一款宽带双通道放大器，要求带宽 30M，增益40dB，输入阻抗和输出阻抗75欧姆(3人)。副题2:构造一个单片机控制系统，要求至少有4个按键，产生一个相位抖动低的时钟信号，频率可在10-100M范围内调节。(2人+2人)。子课题3:分别搭建工作带宽 30M(2人)的混频器电路。副题4:调制解调电路的模块设计(3人)。基于TDOA技术

4、的被动声定位系统设计基本要求和目标:了解被动声定位的基本原理；了解TDOA算法；了解前置放大器和AGC的工作原理；掌握有源滤波电路设计的基本工作原理；掌握定位精度与AD的关系；了解单片机的特点，掌握单片机的选型和系统外围电路及其接口电路的设计。学习掌握前置放大电路、AGC放大电路、滤波电路和数据采集存储电路；培养查阅资料的能力，团队精神和组织能力。子课题1:设计一个前置放大器为20 dB的前置放大电路(3人完成)。副题2:设计一个AGC电路，要求增益控制范围为40dB，最大输出增益为60dB。(3人合作完成)子课题3:设计一个有源低通滤波电路，要求八度衰减24dB，截止频率30kHz。(3人合

5、作完成)子课题4:设计一个单通道信号采集存储电路。采样数不小于12位，采样率100KSPS，存储深度512k b(4人完成)课程分配信3.设计任务和工作量的要求包括说明书(纸质)、图纸、实物样品等。当然是设计与计算:要求设计团队的每个成员都要了解整个大题目的设计要求和思路；小组中的每个学生都完成了一份设计说明书，突出了他们的工作能力；要求有正确的模拟结果和结果分析；有正确的测试结果(示波器、频谱分析仪调试波形)。4.主要参考文献:见所提供的附加信息。5.设计成果的形式和要求:每个子主题组都提供了详细的设计规范。实物，印有所有团队成员的完整学号(1205094XXX)课程分配信6.工作计划和进度

6、:2015年6月8日至2015年6月14日:学习软件的使用，电路原理，完成电路设计；2015年6月15日至2015年6月19日:完成电路仿真、原理图绘制和制版；2015年6月20日至2015年6月28日:完成电路的实物制作(制版、焊接、调试)；从2015年6月29日至2015年7月2日:撰写课程设计说明书；2015年7月03日:提交实物，回复部门主管审核意见:签名:日期年月目录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _RefHeading_Toc30969 一、引言9 HYPERLINK l _RefHeading_Toc4225 1.1 研究目的与意义9 HYPERLINK l

7、_RefHeading_Toc29040 1.2 研究背景10 HYPERLINK l _RefHeading_Toc10626 1.3国外研究现状11 HYPERLINK l _RefHeading_Toc15454 1.3.1国外研究动态11 HYPERLINK l _RefHeading_Toc12163 1.3.2国研究动态12 HYPERLINK l _RefHeading_Toc31769 1.4研究方法13 HYPERLINK l _RefHeading_Toc26806 1.5设计流程14 HYPERLINK l _RefHeading_Toc7799 1.5.1 multis

8、im仿真14 HYPERLINK l _RefHeading_Toc29271 1.5.2 Altium Designer绘制PCB板14 HYPERLINK l _RefHeading_Toc8059 1.5.3 腐蚀电路板14 HYPERLINK l _RefHeading_Toc17718 1.5.4 焊接电路14 HYPERLINK l _RefHeading_Toc5697 1.5.6 测试与修改电路15 HYPERLINK l _RefHeading_Toc16220 二、混频器理论基础15 HYPERLINK l _RefHeading_Toc1670 2.1混频器理论基础15

9、HYPERLINK l _RefHeading_Toc25605 2.1.1二极管环形混频器原理与基本组成15 HYPERLINK l _RefHeading_Toc835 2.1.2模拟乘法混频电路的基本组成模型与主要技术特点16 HYPERLINK l _RefHeading_Toc19528 2.2带通滤波器的设计17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc21289 2.2.1有源带通滤波器原理17 HYPERLINK l _RefHeading_Toc22052 2.2.2无源带通滤波器的设计18 HYPERLINK l _RefHeading_Toc3593 三、m

10、ultisim设计与仿真21 HYPERLINK l _RefHeading_Toc19658 3.1 二极管环形混频器设计21 HYPERLINK l _RefHeading_Toc8809 3.2模拟乘法器混频电路：23 HYPERLINK l _RefHeading_Toc23641 3.3带通滤波器电路的设计与仿真25 HYPERLINK l _RefHeading_Toc27860 3.3.1 RLC串联滤波器25 HYPERLINK l _RefHeading_Toc29806 3.3.2 有源带通滤波器25 HYPERLINK l _RefHeading_Toc5808 3.3.

11、3软件设计带通滤波器26 HYPERLINK l _RefHeading_Toc6191 3.4 方案选择28 HYPERLINK l _RefHeading_Toc24720 3.4.1 AD831芯片管脚29 HYPERLINK l _RefHeading_Toc20416 3.4.2 AD831芯片部原理图30 HYPERLINK l _RefHeading_Toc23655 3.4.2 AD831双电源低功耗供电模式32 HYPERLINK l _RefHeading_Toc20030 四、 Altium Designer绘制PCB板32 HYPERLINK l _RefHeading

12、_Toc32262 4.1.1 二极管环形混频器的原理图设计32 HYPERLINK l _RefHeading_Toc14516 4.1.2二极管环形混频器的PCB设计33 HYPERLINK l _RefHeading_Toc23750 4.2 AD831模拟乘法器芯片实现混频电路33 HYPERLINK l _RefHeading_Toc7596 4.2.1原理图与芯片封装的绘制33 HYPERLINK l _RefHeading_Toc5971 4.2.2 AD831混频器原理图绘制与说明36 HYPERLINK l _RefHeading_Toc27205 4.2.3 AD831混频

13、器PCB绘制与说明37 HYPERLINK l _RefHeading_Toc4843 4 腐蚀电路板38 HYPERLINK l _RefHeading_Toc20724 4.2电路板腐蚀效果图与注意事项39不及物动词电路焊接一.导言当今社会，防盗安全已经成为一个社会问题，而锁自古以来就是防盗的重要工具。目前全国大部分人还在用传统的机械锁。但目前假冒伪劣机械锁的互开率很高。此外，即使是质量很好的机械锁，通过紧急解锁，甚至可以在不损坏锁的情况下打开。机械锁的这些缺点为一种新型锁电子密码锁提供了很大的发展空间。从目前的技术水平和市场认可度来看，电子密码锁应用最广泛的是键盘，主要用在保险柜、保险箱

14、和取款机上。由于人们对安全性的重视和科技的发展，国外已经推出了很多电子智能锁(指纹识别和ic卡识别)。但是，这些产品的特点是特定的指纹和有效的卡，只能应用于所需的箱，柜，门等。而且指纹识别器在公共场所使用容易被机械损坏，ic卡容易丢失损坏。此外，其高昂的成本也在一定程度上限制了这类产品的普及和推广。鉴于目前的技术水平和市场接受度，键盘电子密码锁是这类电子防盗产品的主流。随着科学技术的发展，电子密码防盗锁作为一种防盗手段越来越重要。电子密码锁是集计算机技术、电子技术和数字密码技术于一体的机电一体化高科技产品。它具有安全性高、使用方便的优点。电子密码锁是通过密码输入控制电路或芯片工作，从而控制机械

15、开关闭合，完成开锁和上锁任务的电子产品。it有很多种，有电路简单的产品，也有基于芯片的高性价比产品。现在广泛使用的电子密码锁都是以芯片为核心，通过编程实现的。其性能和安全性已经大大超越机械锁。1.1研究目的和意义在本课程设计中，我们分成不同的小组来实现射频电子密码锁的不同模块。第一组:研制了带宽 30M、增益为40dB、输入阻抗和输出阻抗为75欧姆的宽带双通道放大器。第二组:构造一个单片机控制系统，要求至少有四个按键，产生一个相位抖动低的时钟信号，频率可在10-100M范围内调节。第三组:分别搭建工作带宽 30M的混频器电路。第四组:设计调制和解调电路模块。各个小组共同合作完成射频电子密码锁的

16、设计。我们小组设计了一个混音器模块。顾名思义，混频器是将信号频率从一个幅度转换到另一个幅度的过程。具有这种功能的电路称为混频器(或混频器)。一般用混频器产生中频信号:混频器将天线接收到的信号与本振产生的信号进行混频，coscos=cos(+)+cos(-)/2。其中，是信号频率量，是本振频率量，产生和频和差频。当混频频率等于中频时，该信号可以被中频放大器放大，然后进行峰值检测。检测到的信号被视频放大器放大，然后显示。因为本振电路的振荡频率是随时间变化的，所以频谱分析仪在不同时间接收到的频率是不同的。当本振频率随时间扫描时，屏幕上显示不同频率下被测信号的幅度，通过记录不同频率下信号的幅度，得到被

17、测信号的频谱。在射频电子密码锁中，我们的混频模块承担第二组信号发生器，将调制后的信号混频，输出到中频放大器进行信号解调。1.2研究背景混频器是微波集成器件的重要组成部分。在微波通信、雷达、遥控、遥感、侦察和电子战系统以及微波测量系统中，微波信号通过混频器降低到中低频进行处理。混频后得到的中频信号高于原信号，所以这种混频方式称为上变频。由于变频得到的中频频率很高，对接收机中的中频放大、滤波、解调提出了更高的要求，使得整个接收机成本更高。上变频可以获得非常高的抗镜像干扰能力和在整个频带内非常平坦的频率响应。由于上述因素，这种变频方式通常只广泛应用于军事等特殊场合(如军用电台)，在民用产品中很少见到

18、。图1:上变频原理示意图在超外差接收机中，如果 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/990456.htm t :/baike.baidu /_blank 混频得到的中频信号比原始信号低，所以这种混频方式叫下变频。由于电路简单、成本低，下变频广泛应用于性能要求不高的民用设备和军用设备中。下变频的目的是降低信号的载频或者直接去掉载频得到基带信号。下变频模式的最大缺点是 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/1568756.htm t :/baike.ba

19、idu /_blank 图像干扰抑制能力差。图2:下变频原理示意图1.3国外研究现状接收机的关键部件之一是晶体检波器或二极管混频器。埃德温阿姆斯特朗(edwin armstrong)首次使用真空管作为混频器，将入射频率变为中频，然后以良好的选择性放大或检测信号。二战期间，随着雷达的发展，微波混频器进一步发展。直到20世纪50年代末，系统的噪声系数可以达到7dB。从微波到毫米波频段，接收机的灵敏度和动态范围在很大程度上还是取决于混频器。目前，国外许多研究者对混合器做了大量的理论分析和工程应用。已经研究和开发了各种结构和形式的混合器，其中许多已经实现了良好的指标。海外的研究起步早，技术先进。射频微

20、波混频器主要是MMIC电路，性能较好。要优秀。1.3.1国外研究趋势1994年，Jcan-M arc Mourant等人设计了6-18 GHz超宽带镜像抑制混频器。其中无源元件基于当时的最新研究数据，采用平面小型化结构，LO和RF功率。频段为6-18GHz。中频频段为400-750MHz。转换损耗小于9dB。1995年，Hwann-Kaco等人采用了从缺陷非对称共面波导到共面带状线的过渡结构。设计了超宽带巴伦，工作频率可达50GHz，回波损耗大于16dB。采用硅肖特基。二极管，设计了工作频率可达40GHz的双平衡混频器。本地振荡器LO至IF端端口的隔离度大于30dB。从本振LO到RF端口的隔离

21、大于30dB。变频损耗小。11dB。1998年，肖-毛刚等人采用了从共面波导(CPW)到共面带状线(CPS)的过渡。巴伦结构，同时采用CPS高通滤波器和低通滤波器结构，并提出等效。电路模型。变频损耗小于10 dB。LO-IF的隔离度大于30 dB。LO-RF的隔离度大于20dB。本振LO工作频段为10GHz-35GHz，中频工作频段为0.1-5GHZ。2009年，Young-Gun Kim等人采用了微带共面带状线(CPS)过渡巴伦结构。设计了一种从DC到40GHz的超宽带巴伦。他们用这种结构设计了超宽带双平衡。混频器、LO、RF工作频率在4-26GHZ左右，中频IF在1GHz以下，变频损耗。消

22、耗在10dB以下。这种平面结构给二极管的安装带来了方便。1.3.2中国的研究趋势中国的相关技术发展晚于国外。由于加工技术和集成技术水平的限制，中国这里的报道大多采用混合集成电路，很多都是独立的双平衡混频器。或者镜像抑制混频器。两者结合的很少。2000年，张启阳等人采用共面波导(CPW)来实现共面带状线(CPS)测试具有结转变的双巴伦结构。设计了一种平面双平衡星形混频器。这种平面结构适用于MMIC设计，所设计的MMIC在通带内的变频损耗为6-10dB。2008年，电子科技大学物理与电子学院平等人采用了双面微带渐近线巴伦结。结构，研究并设计了一种双平衡超宽带微波混频器，其RF和LO的工作频段如下2

23、-18GHz。中频IF为0.3-5GHZ。变频损耗为10dB。将本地振荡器LO隔离到拍摄倾斜的RF端口隔离度大于18dB。本振LO到中频端口的隔离度大于17dB。2008年，电子科技大学电子工程学院电磁场与微波技术专业推广使用鳍线结。结构，研究设计“W波段宽带混频器”。工作频率为75-105GHZ。变频损耗小于9dB，本地振荡器LO到RF端口的隔离大于25dB。王艳薇，东南大学毫米波国家重点实验室，等，2009。采用半模基片集成波导巴伦设计。设计了x波段双平衡混频器。经测试，频率噪声为8.7-9.7GHz，转换损耗小于9dB。噪声系数小于10dB。物理面积为60毫米x68毫米。2011年，何等

24、人采用了一种魔T结构与一种扁平的结构。他们设计了一个神奇的T结构，可以在x中工作。变频损耗在10dB以下。1.4研究方法设计混频器电路并测试其参数。混合器的主要参数如下:(1)噪声系数:混频器的噪声定义为:NF=Pno/Pso Pno是输入端口的噪声温度为所有频率下的标准温度时，传输到输出端口的总噪声功率，即T0=290K。Pn主要包括信号源的热噪声、部分损耗电阻的热噪声、混频器的电流散粒噪声和本振的相位噪声。当仅输入有用信号时，Pso使用功率来消除输出端产生的噪声。(2)变频损耗:混频器的变频损耗定义为混频器射频输入端口的微波信号功率与中频输出端口的信号功率之比。主要由电路失配损耗、二极管固

25、有结损耗和非线性电导的净变频损耗引起。(3)1dB压缩点:正常工作条件下，射频输入电平远低于本振电平，中频输出会随射频输入线性变化。当射频电平增加到一定程度时，中频输出会随着射频输入的增加而变慢，混频器就会饱和。当IF输出偏离线性度1dB时，RF输入功率为混频器的1dB压缩点。对于结构相同的混频器，1dB的压缩点取决于本振功率和二极管特性，一般比本振功率低6dB。(4)动态范围:动态范围是指混频器正常工作时的微波输入功率范围。下限因混频器的应用环境而异，上限受RF输入功率的饱和度限制，通常对应混频器的1dB压缩点。(5)双音三阶互调:如果两个频率相近的微波信号fs1和fs2与本振fLO一起输入

26、混频器，由于混频器的非线性效应会产生互调，其中三阶互调可能出现在输出中频附近，落入中频通带，产生干扰。通常用三阶互调抑制比来描述，即有用信号功率与三阶互调信号功率之比，常表示为dBc。由于中频功率与输入功率成正比，当微波输入信号降低1dB时，三阶互调信号的抑制比增加2dB。(6)隔离:混频器隔离是指频率端口之间的相互隔离，包括本振与射频、本振与中频、射频与中频之间的隔离。隔离度定义为泄漏到其它端口的本振或RF信号功率与输入功率之比，单位为dB。(7)本振功率:混频器的本振功率是指最佳工作状态下所需的本振功率。原则上，本振功率越大，动态范围越大，线性度越好(1dB压缩点增加，三阶交调系数提高)。

27、(8)端口驻波比:端口驻波比直接影响系统中混频器的使用，是一个随功率和频率变化的参数。(9) IF残余DC偏置电压:当混频器用作鉴相器时，只有一个输入时，输出应该为零。但是由于混频管配对不完善或者不平衡的巴伦，在中频会输出一个DC电压，也就是中频残留的DC偏置电压。这种残余的DC偏置电压将影响鉴相精度。1.5设计流程multisim仿真利用EDA仿真软件multisim对所设计的混频器电路进行仿真。通过观察波形来判断混频器电路的设计是否能满足要求。1.5.2 Altium设计师绘制PCB板Altium Designer将原理图绘制到PCB板中，检测其电气特性，生成网格报告。电路板的腐蚀把Alt

28、ium设计师画的电流图热转移到电路板上，用氯化铁腐蚀剂腐蚀电路板，再把电路板做成实物。焊接电路电路板腐蚀后，开始焊接电路。焊接时注意元件的型号和包装，参数的大小，留好测试点。1.5.6测试和修改电路。测试电路，适当调整元件参数，使输出中频信号更加稳定。二、搅拌机的理论基础2.1搅拌机的理论基础对于混频器电路的分析，要把握的重点:一是混频器电路的基本组成模型和主要技术特性；第二，混频器电路的基本原理和混频器跨导的计算方法；第三，应用电路分析。2.1.1二极管环形混频器的原理和基本组成当器件的伏安特性为非线性时，可以实现混频。当忽略三次幂以上的项时，非线性器件的输出电流和输入电压之间的关系可以表示

29、为:系数在哪里？如果。代入上式，用三角公式变换，就得到:可以看出，当两个不同频率的高频电压作用于非线性器件时，会产生DC、二次谐波、和频、差频等。这正是我们所需要的。频率成分，即中频。只要输出端连接一个中频谐振电路，它它可以滤除不必要的频率成分，选择中频电压。乘法器、晶体管、二极管等非线性器件可以实现混频。在在通信设备中，二极管环形乘法器被广泛用于构成混频器，称为环形混频器。设备。它主要用于通信系统的微波频段，由两个平衡混频器组成。它的电路如图1所示。图中的T1和T2是带中心抽头的宽带变压器。为了让二极管继续工作关，本地振荡器信号的功率必须足够大。这个电路的主要优点是它的操作。高达几千兆赫的频

30、率带宽、低噪声系数和大动态范围。2.1.2模拟乘法混频器电路的基本组成模型和主要技术特征:混频，工程上也叫变频，是将信号的频率从一个值变为另一个值的过程，本质上也是线性移动频谱的过程。执行这一功能的电路称为混频电路或变频电路。混频电路的基本原理:在图2中，Us(t)是输入信号，Uc(t)是本振信号。Ui(t)输出信号。分析：当则= 其中：对上式进行三角函数的变换则有：从上式可推出，Up(t)含有两个频率分量和为(c+S)，差为(C-S)。若选频网络是理想上边带滤波器则输出为若选频网络是理想下边带滤波器则输出：2.2带通滤波器的设计带通滤波器是指能够通过某一频率范围的频率成分，但将其他范围的频率

31、成分衰减到很低水平的滤波器。模拟带通滤波器的一个例子是电阻-电感-电容电路。这些滤波器也可以通过组合低通滤波器和高通滤波器来产生。2.2.1有源带通滤波器的原理2.教科书示例9.3.2电路图2.2.2无源带通滤波器的设计RLC系列的电路图是:则有电压转移比为：且根据中心频率(电路传递函数的分母为纯实数时的频率)的定义，然后是下面计算截止频率和。在频率等于截止频率时，转移函数的幅值为。又当时，有最大值（中心频率为通带几何中心，即转移函数最大幅值处）。则有 （） 设（）式左侧为，则有故解之有由此可以验证 ，与前面计算结果一样，故方确。于是带宽满足：。于是有品质因数Q满足：上述方法为计算品质因数的一

32、种方法，现在给出计算品质因数的另外一种方法：发生谐振时的感抗或容抗值，称为电路的特性阻抗。则在该电路中有 故由品质因数为回路特性阻抗与回路中电阻R的比值，则于是可由方程组（和Q给定）：（公式）当这三个变量确定一个值时，就可以确定所选元件的大小，然后就可以构造带通滤波器了。第三，multisim设计与仿真3.1二极管环形混频器的设计这个电路图是根据二极管环形混频器设计的上变频混频器。电路结构简单，滤波清晰。选频滤波器的中心频率为56.234MHZ，带宽仅为14MHZ。此时，输出上变频混频波形为:没有失真的良好波形。3.2模拟乘法器混频电路:本实验由现成的四象限模拟乘法器芯片MC1458完成。实验

33、电路图如下:模拟结果分析:滤波器波形无失真，模拟乘法器在理想模拟下能满足混频器实验的要求。3.3带通滤波电路的设计与仿真RLC系列过滤器这种滤波器结构简单，计算方便，但主要问题是当频率过高时，R、L、C的值很难满足规定的要求。设计上变频混频器电路时，如果频率在100MHZ以上，带宽在30MHZ以上，电容的电容很容易在1PF以下，实际标称值很难达到。3.3.2有源带通滤波器二阶有源带通滤波器虽然结构不是很复杂，但其中心频率很难达到高频阶段，可以满足本课程的要求。3.3.3带通滤波器软件设计1.通过使用软件滤波器解决方案，设计了中心频率为130MHZ、带宽为30MHZ、输入阻抗为50欧姆、输出阻抗

34、为50欧姆的三阶切比雪夫BPF:调整参数后，电路图如下:此时，带通滤波器的中心频率为122.7MHZ，带宽为32MHZ:2.通过使用滤波器解决方案，产生中心频率为50M、带宽为30M、输入阻抗和输出阻抗为50欧姆的二阶切比雪夫带通滤波器:修改后的电路图如下:参数修改如下后，电路的中心频率为42MHZ，带宽为38MHZ。基本满足实验要求。3.4方案选择考虑到二极管环形混频器的仿真波形特别完美，电路极其简单，设计方便，很容易画出电路板。但由于二极管环形混频器采用耦合线圈，暂时没有办法隔离，模拟乘法器设计的混频电路结构简单。但是，考虑到线圈对高频信号的影响，不得不选择这种方案。各种模拟乘法器对于输入

35、高频信号的频率都有一定的适用范围，比如MC1458，其频带使用范围远小于100Mhz，所以我们只能用它来检验我们的设计思路是否能满足混频器设计的要求。而是使用更专业的集成四象限模拟乘法器芯片如AD831、AD834、AD835等。AD831是一款单芯片混频器芯片，具有低失真和宽动态范围特性。RF输入带宽为400MHZ，输入P1db为10 dB，DC输入电阻为1.3 k，电容为2皮法。输出带宽200MHz，变频增益0dB，输出电压摆幅1.4v:输入IP3系数10.3 14dB；LO的输入频率带宽为400MHz，最大输入电压在-1V 1V左右，差分和共模输入阻抗为500欧姆，电容为2皮法；LO至R

36、F的隔离为45dB双电源电压范围4.55.5伏，单电源电压范围911伏，电流消耗100 125毫安。3 . 4 . 1 ad 831芯片的引脚考虑到芯片的价格和各种参数，我们选择了低功耗的四象限模拟乘法器芯片AD831。其芯片引脚如下:3 . 4 . 2 ad 831芯片部分原理图上图显示了AD831的电路框图。在图中，频繁的输入信号被施加到晶体管Q1和Q2的基极。由于电阻器R1和R2的负反馈，差分电流RF信号的幅度是线性的。-10dBm的本振输入信号通过高增益低噪声限幅放大器转换成方波，然后交叉加到Q3 Q6的基极。最后，混合信号从IFP和IFN引脚输出。当IFP和IFN连接到带中心抽头的变

37、压器时，AD831无法提供从RF到IF的单一输出。如果使用输出放大器，IFP和IFN引脚可以直接连接到AP和AN引脚。此时芯片的负载电阻可以将输出电流转化为电压来驱动输出放大器。1控制偏置电流AD831的最大RF输出与偏置电流成正比，偏置引脚与电源之间的电阻可以降低偏置电流。在正常工作模式下，BIAS引脚可以悬空，而在低功耗工作模式下，BIAS引脚可以直接连接到正电源。混频器工作电流的调节范围可以从正常工作时的100mA调节到最小功耗时的45mA。2低通滤波可以在混频器和输出放大器之间添加一个简单的低通滤波器，方法是将一个外部电容与芯片的阻性负载并联(芯片的阻性负载为14，允许20%的偏差)，

38、这样，在下混频应用中，本地振荡器信号和RF信号的和频分量将显著衰减。一阶低通滤波器的转折频率应比下混频IF输出高一个倍频程。例如，对于70MHz IF输出，-3dB点可以在140MHz左右，CF应为82pF。3输出放大器的应用AD831的输出放大器可以将混合差分电流转换为单端电压输出形式，并可以在50负载上提供高达1V的峰峰值电压。AN和AP直接连接到混频级的集电极输出，输出(out)连接到VFB，后者可以提供单增益。改变增益时，电阻网络R3和R4可以连接到放大器输出端的VFB。3.4.2 AD831双电源低电源模式采用5V电源，电路不仅功耗低，而且实验室5V电源很常见，方便后期实验检测。四。

39、Altium设计师绘制PCB板4.1.1二极管环形混频器的原理图设计:4.1.2二极管环形混频器的PCB设计:本PCB布线采用双层布线。因为两个变压器之间的二极管环和3号引脚需要接本振输入信号，线路必然交叉，高频板引线对高频信号影响非常不好，所以我们首先考虑双层板。由于电感值极小，所以考虑对电感采用芯片封装的形式。4.2 AD831模拟乘法器芯片实现混频电路4.2.1原理图和芯片封装图:在绘制原理图的过程中，我们发现AD831芯片的原理图和封装缺少PLCC20引脚。我们首先想到的是在网上搜索AD831芯片的原理图和封装。虽然我们找到了，但是网上AD831芯片的原理图库和我们用来连接的电路的引脚

40、分布非常不一样。强行使用它的原理，一定会导致画原理图时电路交叉，影响视觉效果。于是我们决定画出器件原理图，自己封装。封装绘图使用组件绘图向导，如下所示:其参数设置参考芯片手册中的元器件外观设置:4 . 2 . 2 ad 831混频器原理图的绘制和说明AD831整体效果图如下。只有选频网络具有双重切换模式。两个带通滤波器对上变频和下变频进行滤波。前置CLC阻抗匹配电路:射频信号端的阻抗匹配电路使传输线获得最大功率。下变频选频网络:这里的带通滤波器中心频率为42MHZ，带宽为38MHZ。修改了由滤波器解设计的带通滤波器。上变频选频网络:中心频率122.7MHZ，带宽32MHZ，电感电容参数值略有修

41、改。4 . 2 . 3 ad 831混频器PCB图及说明在画电路板的过程中，因为是高频板，所以布线尽量短，布线线宽尽量宽。输入端和混合输出端分别留有测试孔。封装问题:电阻、电感、电容都是直插式。在购买电感的时候，我搜索了原本有NH类的直列电感，后来没有买直列电感，只能用SMD的电感。4腐蚀电路板4.1电路板制造流程:印刷电路板:图纸 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/570855.htm t :/baike.baidu /_blank 电路板用转印纸打印出来，注意滑的一面朝自己。一般印刷两块电路板，也就是在一张纸上印刷

42、两块电路板。其中选择打印效果最好的。 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/926922.htm t :/baike.baidu /_blank 线路板。切割覆铜层压板由感光板制成 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/570855.htm t :/baike.baidu /_blank 电路板举例说明整个过程。覆铜板，即两面都覆有铜膜。 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/92

43、6922.htm t :/baike.baidu /_blank 线路板把覆铜板切成电路板大小，不要太大，节省材料。预处理覆铜板用细砂纸磨掉覆铜板表面的氧化层，保证热转印纸上的碳粉能牢固地印在印刷电路板上。 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/164248.htm t :/baike.baidu /_blank 覆铜板其实打磨的标准就是板面光亮，没有明显污渍。转移印刷电路板将被打印 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/570855.htm t :/

44、baike.baidu /_blank 电路板剪成合适的尺寸，将印刷电路板一面贴在覆铜板上，对齐后将覆铜板放入热转印打印机，放入时确保转印纸没有错位。一般来说，经过2-3次转移印刷后，电路板就可以牢固地转移到 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/164248.htm t :/baike.baidu /_blank 覆铜板走吧。热转印机已经提前预热，温度设定在160-200摄氏度。由于温度较高，操作时注意安全。腐蚀的电路板先检查一下。 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/570855.htm t :/baike.baidu /_blank 电路板转印是否完整，如果有几个地方转印不好，可以用黑色油性笔补一下。然后就可以腐蚀等等。 HYPERLINK ./%20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/926922.htm t :/baike.baidu /_blank 线路