tag 标签: 混频

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    2023-6-19 11:00
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    实验目的 本实验教程是基于创龙教仪DSP教学实验箱:TL6748-PlusTEB完成的 本节视频的目的是了解数字信号混叠,学习对采样值进行计算产生混频波形,实现 AD 采集波形并进行混频处理。 实验原理 信号混频 混频信号: 两路信号进行相加,并对结果的幅度进行限制,从而产生混合后的输出波形。 (1)输入信号的产生:外部信号输入和自定义信号输入。外部信号输入时,例如通过信号源输出信号,利用AD采集信号。在本实验中采用的是外部信号输入,AD采集一路实验板波形发生器输出的信号和一路自定义信号混频,自定义一路输入信号为: f1(t) = 4sin (20πt − π/3)。 (2)混频信号的频谱分析:对混频后的信号利用 FFT 算法进行快速傅里叶变换,得到混频信号的频谱图。经过信号频谱的分析,可知,混频后的信号频谱与原信号频谱的关系为:混频信号的频谱为原信号在频谱上的叠加。 ​ 编辑 添加图片注释,不超过 140 字(可选) 本实验中,外部输入信号的输入是通过实验板上的波形发生器AD9833输出正弦波连续信号, AD7606 采集波形后得到对应的离散信号数据,最后DSP对采集到的离散信号进行处理,(与前面一样)比如混频运算、FFT运算等。 AD9833特性 (1)AD9833是一款低功耗、可编程波形发生器,能够产生正弦波、三角波和方波输出,输出频率和相位可通过软件进行编程,调整简单。 (2)AD9833通过一个三线式串行接口写入数据。该串行接口能够以最高40MHz的时钟速率工作,并且与DSP和微控制器标准兼容。 ​ 编辑 添加图片注释,不超过 140 字(可选) AD7606特性 ​ 编辑 添加图片注释,不超过 140 字(可选) (1)8 路16bit采样通道。 (2)支持串行和并行读取方式。 (3)支持全部通道 200K 采样率并行采集和转换。 (4)支持真正±10V 或±5V 的双极性信号输入。 AD7606上8个通道的数据是同时采集,轮流转换的。 模数转换模块的处理过程如下: (1)模数转换模块接到启动转换信号后,按照排序器的设置,开始转换第一个通道的数据; (2)经过一个采样时间的延迟后,将采样结果放入转换结果寄存器保存; (3)按顺序进行下一个通道的转换; (4)如果为连续转换方式则从新开始转换过程; (5)否则等待下一个启动信号。 函数源码 程序使用 DSPLIB 的库来进行FFT运算,调用的程序源码和使用说明可以安装DSPLIB后查看。调用的FFT函数中, 第一个参数是样本中 FFT 的长度, 第二个参数是指向数据输入的指针。 第三个参数是指向复杂旋转因子的指针。 第四个参数是指向复杂输出数据的指针。 第五个参数是指向包含 64 个条目的位反转表的指针。如果样本的FFT长度可以表示为 4 的幂, 第六个参数是4,否则 第六个参数是 2 。 第七个参数是从主FFT开始的样本中的子 FFT偏移索引 。 第八个参数是样本中主FFT的大小。 ​ 编辑 添加图片注释,不超过 140 字(可选) 程序使用 DSPLIB 的库来进行FFT逆变换,调用的程序源码和使用说明可以安装DSPLIB后查看。调用的IFFT函数中, 第一个参数是样本中 FFT 的长度。 第二个参数是指向数据输入的指针。 第三个参数是指向复杂旋转因子的指针。 第四个参数是指向复杂输出数据的指针。 第五个参数是指向包含 64 个条目的位反转表的指针 。如果样本的FFT长度可以表示为 4 的幂, 第六个参数是4,否则第六个参数是2 。 第七个参数是从主FFT开始的复杂样本中的子FFT偏移索引 。 第八个参数是样本中主FFT的大小。 ​ 编辑 添加图片注释,不超过 140 字(可选) 操作现象 导入工程,选择Demo文件夹下的对应工程 编译工程,生成可执行文件 将CCS连接实验箱并加载程序 程序加载完成后点击运行程序 运行程序后,可以通过CCS的图形显示工具查看波形。 (1)首先查看两路输入波形,点击工具,选择图像显示,选择双曲线图显示;点击Import,选择导入工程配置好的属性,可以看到图像的属性配置,点击确认后可看到两路输入波形。 (2)接着查看两路输入波形的幅度频谱,点击工具,选择图像显示,选择FFT幅度;点击Import,选择导入工程配置好的属性,可以看到图像的属性配置,点击确认后可看到一路输入波形的幅度频谱。再次点击工具,选择图像显示,选择FFT幅度;点击Import,选择导入工程配置好的属性,可以看到图像的属性配置,点击确认后可看到另外一路输入波形的幅度频谱。 (3)最后查看混频后的波形和幅度频谱,点击工具,选择图像显示,选择双曲线图显示;点击Import,选择导入工程配置好的属性,可以看到图像的属性配置,点击确认后可看到混频波形及频谱。 (4)我们可以调整下窗口的位置,方便对比两路输入信号与叠加信号的波形及频谱。 可以点击刷新按钮或持续刷新,即可更新或者实时显示结果图。 自定义信号的频谱值约为 1,信号源输入信号的频谱值约为 102,通过公式计算得出,自定义信号的频率为9.7Hz,信号源输入信号的频率约为996Hz,与实际设置基本一致。 ​ 编辑 添加图片注释,不超过 140 字(可选)
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    2021-8-19 18:34
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    频谱仪基础(一)--- 频谱仪的架构
    前言 无线电通信中最常见的测量任务之一是测试信号的频域特性。因此频谱分析仪作为更广泛和更宽的 RF 测量工具,其覆盖频率范围高达 40GHz 及以上,频谱分析测量,几乎可以用于所有无线应用开发、生产、安装和有线通信维护工作。随着移动通信的发展,一些主要关键指标,例如显示的平均噪声电平、动态范围和频率范围和其他有关功能的严格要求和测量速度脱颖而出。本小节,主要内容是简述频谱分析仪的构成基础。 1.由可变滤波器构成的频谱分析仪 由于可用 A/D 转换器的带宽有限, FFT 分析仅可用于低频信号的测量。为了实现对微波或毫米波的高频信号的频谱分析,就必须使用带有频率转换的分析仪。在这种情况下输入信号的频谱不是根据时间特征计算的,而是直接通过频域分析确定。新的构架中必须要有频率的转换部分才能完成高频信号的分析。如图1所示,由可变滤波器构成的频率分析仪。 其滤波器带宽对应分析仪分辨率带宽 (RBW) 。分辨率带宽越小(越窄),分析仪的实际分辨率就越高。同时窄带滤波器在整个输入频率范围内是可调,但是现代频谱分析仪在技术上并不可行,比如10Hz~7GHz,所使用的可变滤波器无法实现。但是其可变滤波器的想法,在 IF 信号的分辨率带宽处理中,得到比较好的应用。 图1 可变滤波器构成的频率分析仪 2. 超外差式频谱分析仪 因此,根据上小节的分析,用于高输入频率范围的频谱分析仪通常采用超外差接收器的工作原理。如图2所示超外差式频谱分析仪实现。 图2 超外差式频谱分析仪实现 “ 超外差 ” 是指将射频输入信号与本地振荡器产生地信号相乘或差拍,即由混频器后的中频滤波器选出射频信号与本振信号频率两者的和频或差频。所谓超外差就是把射频 RF 和本地振荡器频率 LO 进行混频,混频后输出结果在频域上表示,就是 LO-RF 和 LO+RF ,其中 IF=LO-RF ,就是中频输出,例如混频器输入为 1000MHz ,本地振荡器频率为 1010.7MHz ,那么混频结果为 2010.7MHz 和 10.7MHz 中频,此时超外差频率就是 10.7MHz 。 外差接收器在混频器的帮助下将输入信号( RF )转换到中频 (IF) 。如果本振( LO )频率可调,那么整个输入频率范围可以改变 LO 的 频率,使得最终转换为恒定的中频信号。 采用超外差的接收机的构架的频谱分析,混频之后具有固定中心频率的 IF ,之后通过中频的带通滤波器中。这个带通滤波器的中心频率是不变的,而其带宽 BW 是可变的,通过改变中频滤波器的 BW ,即可实现频谱仪的分辨率( RBW )可变。 为了允许更宽的输入功率功率范围显示在频谱的屏幕上,信号通过中频滤波器之后,进行对数放大和检波,最后通过 LPF (低通滤波器带宽就是 VBW )完成频率的显示,通过改变 LO 的扫频频率,从才开始频率扫描到截止频率,即可完成对整个频谱带宽的扫描, LO 的扫描原理如图3所示。以上就是对频谱采用超外差构架的简要描述。 图3 扫频通过中频滤波器 在现在的频谱分析仪中,大部分是采用 ADC 进行数据采集, DSP 负责数据的处理和频谱的显示控制,替代了原来的显像管显示频谱,是的现代频谱分析仪更为数字化,同时一些模拟端的功能可以移入到 DSP 中实现,比如采用数字滤波器实现 VBW 和 RBW 的可变,同时在本振的处理上,采用 PLL+VCO 的构架,使其具有更高的本振频率和更快的扫频速度。
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    2015-9-12 22:57
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                  当时寒假和队友一起做的,那会武汉的冬天有点冷,我老师负责指导我们。他人挺好,对待学生亲热有家,每一次我们遇到问题他总是能够及时回答我们那个地方出了问题需要调试或者修改参数,甚至看我们动手太慢他主动来用烙铁来修改板子上的参数。在我的学生生涯里面,这样的老师几乎很少见吧,大多数导师只会要求你做什么看什么书而不会亲力亲为来教你甚至自己动手。所以碰上这样的导师我也是醉了。然后那会的寒假都很自觉,主动留在他那里做事,不像后来的一些年被老板逼着留在学校只有临近春节才放假。所以选老师就好像选对象,选错了各种不开心。                   说是做接收机,其实主要的工作量集中在本振,因为混频之后的滤波器只允许一个信号过去,这就意味着当本振固定的时候,接收进来的信号也就固定了。接收机进来的信号通过预选频之后就进入混频端,而混频的本振是选择信号的关键之处,当改变混频的本振时,就会选择某个进来的频率,这是接收信号里面的主要之处。                         一个信号进来首先经过预选频,之后通过低噪放,这里的opa很关键,因为进来的信号灵敏度很低,不能随便选择一个放大器。因为越在前面一级他的噪声系数要求就越高。镜像抑制之前我的博客讲解过,涉及很多指标以后有机会再统一归纳一下。天线进来的信号与本振一起进入混频之后通过41.4M的晶体滤波器,因为输出选择有晶体滤波器的存在,也就是说当本振固定的时候,选择的天线进来的频率也就固定了,这也是接收机最主要的理论。这里的DDS显得很关键,因为它几乎是整个系统的核心,选择的频率由它决定了。我们采用的DDS为AD9953,时钟要求较高,配合锁相环一起做的本振。进入混频出来之后的信号通过滤波器再进行自动增益控制,采用两级信号自动增益以及滤波的原因是为了更好的滤除掉波形。接着进入模数转换AD中进行数字采集,再通过下变频之后把信号的频率转换为基带的信号,送入DSP去处理就行了。                     指标要求:                 频率范围:1-35M                 频率间隔:1Hz                 基准灵敏度: 端口电压 ≤0.5uV                 中频抑制和镜像抑制90db                 较大信号信噪比40db                 阻塞: ≥100dBuV                          先看一下平时的仪器。这张图几乎可以代表着平时的生活状态以及接触的东西。                   再看原理图吧,这是本振部分的。                 处理器用的ti的。                 虽然市场上USB芯片很流行,但是我老师对232特别有情怀,每次他都说用这个就好, 省钱。                   中间用了多阶滤波器以及后面加了一个固定增益放大器。下面是多个电源部分。                     本振部分的PCB和3D图。                       实物板子图,                   这是MSP430                     dds在这里了.                   信号经过混频出来之后通过滤波,信号不太稳定的情况下这里设计了AGC用来稳定信号的幅度再送往后级处理。芯片用的ADI的AD8367和AD603.多级603,前期的实验用的是AD605,但是605被我调废了。之后改的方案就用的这款。我老师特别喜欢AD8367,不仅仅是因为它的带宽很高!AGC有很多种方案,采用603的原因除了因为他熟悉之外还有因为他的移植性很高,在ADI的一个典型的方案里面就配合了AD8367做的一个自动增益。                   放大图。           AGC设计在这里了,AD8367用来检波的。603负责程控。                     最后的指标测试,晶振源的频谱。                 单信号频谱                     测试细节部分不过多解释,测试的指标包括带宽,灵敏度,阻塞,镜像抑制等。大部分指标达标。                 上一张接收机的图。       附带AD9953的部分程序。     主程序部分: void main( void ) {     /*下面六行程序关闭所有的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;   //关闭看门狗       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(i75000000) i=46500000; //        AD9953_WriteFreq(i);   //      }        //      DA_Sweep=DA_Sweep+10; //      if(DA_Sweep3000) i=0; //      DAC12_0DAT=DA_Sweep;           } }                 DDS主要用的AD99系列的。程序参考了ADI官网的代码示例,想要参考的可以去下载。在那个基础上修改就好了。另外剩下的就只有PLL的程序部分,也可以下载参考,剩下的MCU模块里面的只有串口的程序,组合在一起就差不多。   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;i8;i++)       //送入1个字节的数据   {     CLR_SCLK;     nNop(4);     if(temp0x80)        SET_SDIO;     else        CLR_SDIO;     temp=1;     nNop(2);     SET_SCLK;     nNop(4);   }   }                   PS: 这个项目的调试花了不少时间,前期设计主要是和几个同学还有我老师一起讨论得来的。还有一个很主要的部分是放大部分,不是用的普通放大器实现的,而是通过调谐放大来产生了,这里没有详细讲解。在后来又去其他地方测试了。总共花了将近半年的时间。用来纪念下。其实每一个项目只要用心去探索和调试,你在其中都能学到很多东西,哪怕是很细节的东西都可以描述的很清楚。所以是不是自己参与的别人一问几乎能问出来。此项目涉及到很多指标,有兴趣的可以参考国标。最后上传几个主芯片资料。
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    时间: 2020-1-14 09:55
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    上传者: givh79_163.com
    8GHz镜像抑制混频器的研究与设计,8GHz镜像抑制混频器的研究与设计……
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    时间: 2020-1-14 10:21
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    上传者: rdg1993
    混频器--基本概念基本概念-〉混频器工作频率混频器是多频工作器件,工作频率混频器是多频工作器件,除指明射频信号工作频率外,除指明射频信号工作频率外,还应注意本振和中频频率应用范围。还应注意本振和中频频率应用范围。噪声系数混频器的噪声定义为:噪声系数混频器的噪声定义为:NF=Pno/PsoPno是当输入端口噪声温度在所有频率上都是标准温度即T0=290K时,传输到输出端口的总噪声资用功率。资用功率。Pno主要包括信号源热噪声,主要包括信号源热噪声,内部损耗电阻热噪声,内部损耗电阻热噪声,混频器件电流散弹噪声及本振相位噪声混频器件电流散弹噪声及本振相位噪声。弹噪声及本振相位噪声。Pso为仅有有用信号输入在输出端产生的噪声资用功率。为仅有有用信号输入在输出端产生的噪声资用功率。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信号功率之比。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信号功率之比。主要由电路失配损耗,由电路失配损耗,二极管的固有结损耗及非线性电导净变频损耗等引起。二极管的固有结损耗及非线性电导净变频损耗等引起。1dB压缩点在正常工作情况下,压缩点在正常工作情况下,射频输入电平远低于本振电平,射频输入电平远低于本振电平,此时中频输出将随射频输入线性变化,此时中频输出将随射频输入线性变化,当射频电平增加到一定程度时,射频电平增加到一定程度时,中频输出随射频输入增加的速度减慢,中频输出随射频输入增加的速度减慢,混频器出现饱和。混频器出现饱和。当中频输出偏离线性1dB时的射频输入功率为混频器的1dB压缩点。压缩点。对于结构相同的混频器,对于结构相同的混频器,1dB压缩点取决于本振功压缩点取决于本振功率大小和二极管特性,率大小和二极管特性,一般比本……
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    时间: 2020-1-14 10:58
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    上传者: 2iot
    怎样使用ADS设计混频器(实在没钱!望大家照顾!!谢谢!),怎样使用ADS设计混频器……
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    时间: 2020-1-14 10:58
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    上传者: 978461154_qq
    混频器的设计!,混频器的设计……