原创 【博客大赛】电压选频电路的计算和参数

      电压选频电路的计算和参数

  以下电路将前帖《电压选频》电路的RC改用运放块和施密特改用比较器，原理一样。其实这是一个鉴频电路，比较器b输出的电压幅度表示对应的输入信号的频率差。电路和器件的参数如下。以10MHz频段正弦波/信道带宽1KHz为例。
1)，电路和器件传输延时参数
频率10MHz的正弦波的宽度(即对应矩形波脉宽)=1/2T＝50ns，宽度与频率成反比。
频率差1KHz对应的宽度差=0.005ns=5e-12s，这是分辨脉宽的最低精度，据此选择电路和器件的最大传输延时参数，此延时决定电路对频率的分辨力。取一定裕量，传输延时选择1e-12s(0.001ns)，电路中没有注明的器件都如此。
2)，比较器a参数
   输入偏压(input offset)=0v
   放大倍数(gain)=200000v/v
   输出电压=4/0v
3），非施密特参数
   输出电压=5/0v
   输入阀值=2.5v
  4)，积分电路运放块A和B参数
   小于线性工作要求的单位增益频宽的运放块跟随器，等效于积分电路，参数的选择与RC常数一样，必须与输入信号的频率匹配。仿真结果，选择如下：
运放块A：压摆率=1e+9s，     单位增益频宽=2e+7Hz
运放块B：压摆率=1e+9s，     单位增益频宽=3.005e+7Hz
  上述参数器件组成的电路，10MHz频段/频率差1KHz的正弦波，积分输出的幅度差dv=1uv，凭如此细微差异（相差仅数百万分之一）很难去区分两个幅度数V数量级的信号，必须采用前帖《电压选频》所讲的方法。
  用两个跟随器的目的是使积分输出信号的幅度稳定，如果用一个一步到位，输出信号幅度就可能参差不齐。如果用RC积分，效果不如运放块。
5），比较器b电路的参数
   输入偏压(input offset)=0v
   放大倍数(gain)=1000v/v
   输出电压=4/0v
   比较器b与电阻Ra/Rb组成一个1000倍放大器，其输入偏压大小由Ra/Rb比值决定。IN端输入中心频率信号，Rb固定不变，改变Ra电阻值，当OUT输出刚好0.5mv幅度信号时，就表示信道下限已经设妥，再输入上下限频率信号验证。以下是9.995MHz信道测试的数据：
IN正弦波频率         Ra电阻值    OUT电压
上限9.9955MHz       1037.04K      1mv
中心9.995MHz        1037.04K      0.5mv
下限9.9945MHz       1037.04K      65uv
  此方法的原理是，低于信道下限频率的信号的顶点在0轴，放大多少倍还是0，而高出0轴的信道信号1uv放大1000倍就是1mv。
  Ra每0.005K电阻值为一个信道，例如：中心频率9.996MHz /Ra1037.09K /OUT0.5mv ；
中心频率9.997MHz /Ra1037.14K /OUT0.5mv。如果Ra电阻值不变，输入信号的频率每增加  1KHz(减少无效)，OUT端输出就增加1mv。
  OUT的dv信号用若干个电阻分压，就可以细分信道；如果将其中一个放大，再分压；再放大，再分压••••••，反复次数越多，频率分辨精度越高，信道带宽就可以减少，信道就增加。
  可以用运放块代替比较器组成放大器，但是使用的器件多，比较复杂。

 

6），设定信道上限电路参数
施密特a：输入=0/0.3mv，
          输出=-2.5/5v
          滞回H=0.001
施密特b：输入=1.2/1.3mv，
          输出=0/-5v
       滞回H=0.001
施密特a将比较器b输出的dv=0.5mv信道信号，整形后输出5v电压，输出偏压-2.5v。这时施密特b没有被触发，不影响施密特a的正常输出。当高于信道上限频率的信号输入，比较器b的输出电压大于1mv，施密特a、b都被触发，但是施密特b输出-5v，下拉施密特a的OUT端为0。这样信道的上限也就设定。
  选频的同时也是解调的过程。施密特a的OUT端输出直接触发单稳就可以还原数据信息。