一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路及工作方法与流程

文档序号:21476784发布日期:2020-07-14 17:02阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路,其特征在于,包括:有源温补晶振电路、单片机控制电路、低压线性稳压电源电路、频综电路,二分频电路、射频放大电路、lc滤波器电路以及反相器电路;

其中,所述有源温补晶振电路与频综电路连接,为所述频综电路提供参考时钟信号;所述低压线性稳压电源电路与有源电路模块连接,为有源电路模块提供稳定的直流电压偏置;所述频综电路与频综外围匹配电路连接,产生合适的中频信号;所述的单片机控制电路与频综电路连接,实现频综的配置与锁定状态监测;所述lc滤波器用于清除或抑制电路中无效的频率;所述射频放大电路用于将电路中的信号进行放大处理;所述反相器与射频放大电路连接,所述反相器将电路中的正弦波转换为方波信号;

所述有源电路模块包括:有源温补晶振电路、频综电路,二分频电路、射频放大电路以及反相器电路;

所述低压线性稳压电源电路包括:ldo1,ldo2。

2.如权利要求1所述的一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路,其特征在于,所述有源温补晶振电路具体连接为:温补晶振u94的引脚8通过电阻r3分别与电容c2、c3、c4的一端和穿心电容u1的引脚3相连,所述电容c2、c3、c4的另一端分别接地,所述穿心电容u1的引脚2、引脚4分别接地,所述穿心电容u1的引脚1通过磁珠fb1与低压线性稳压电源u141的引脚5输出端的r148一端连接;所述温补晶振u94的引脚5通过电容c293连接电阻r170、r176的一端和电容c294的一端,所述电阻r170和电容c294分别接地,所述电阻r176另一端与电阻r181连接,电阻r181连接单片机芯片的引脚15;所述温补晶振的引脚1、引脚4分别接地,剩余的引脚全部悬空处理;其中,电阻r3为调试位,电阻r170和电容c294为温补晶振的外围匹配,所述电阻r176、r181为预留调试位。

3.如权利要求1所述的一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路,其特征在于,所述低压线性稳压电源电路的具体连接为:低压线性稳压器u141的引脚5连接电容c231、c230的一端,且通过电阻r148连接有源温补晶振电路,电容c231、c230的另一端分别接地;所述低压线性稳压器u141的引脚1与电容c228、c229的一端、穿心电容u95的引脚3以及所述低压线性稳压器u141的引脚3相连接,所述穿心电容u95的引脚2、引脚4分别接地;所述低压线性稳压器u141的引脚2接地,引脚4悬空;

u141的输入端口引脚1通过电容c228,c229,穿心电容u95,磁珠fb21与外部+5v的直流稳压电源模块的输出端连接;

其中,低压线性稳压器u141是一个+5v转3.0v的ldo芯片。

4.如权利要求1所述的一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路,其特征在于,所述频综电路的具体连接方式为:频综芯片的引脚1、2、24为spi的接口端,分别与退耦电容连接,并连接到单片机控制电路u12的引脚8,10,11;穿心电容u12通过spi控制线为频综提供控制信号;所述频综芯片的引脚3,6,9,10,16,18,21分别接地;所述频综芯片的引脚19、20为if频率的调节端;所述频综芯片的引脚22为if频率信号的输出端,通过电感l145与电容c16连接;所述频综芯片的引脚15为参考时钟输入端;通过电容c295与电阻r9、r10、r11连接,所述r10,r11另一端接地,所述电阻r9的一端连接电阻r11,所述电阻r9另一端连接至时钟参考源的输出端电阻r181的右侧;所述频综芯片的引脚14为使能引脚,通过lc滤波器与直流稳压电源模块u33的输出端连接;所述频综芯片的引脚13为状态输出端口,连接mos管q2和led灯d1,组成频综锁定状态显示电路,用于判断锁相环电路的锁定状态;所述频综芯片的引脚4、5、7、8为射频输出口,所述引脚4和引脚5、引脚7和引脚8分别通过电感连接;所述频综芯片的引脚11是射频输出端口,通过电感l4与电容c12一端连接,所述电容c12的另一端与电阻r5、r6连接,所述电阻r6另一端接地,所述电阻r5的另一端与电阻r7连接;所述频综芯片的引脚17、12、23为供电引脚;其中,所述电阻r5、r6、r7和r9、r10、r11分别组成π型电路,所述π型电路为预留匹配调试位。

5.如权利要求1所述的一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路,其特征在于,所述二分频电路的具体连接关系如下:二分频器芯片u8的引脚3通过隔直电容c321连接π型衰减器r199,r200,r201,c16连接频综芯片的输出引脚;r199,r200,r200组成的π型衰减电路是预留的功率调节匹配位,c16是隔直电容;所述二分频器芯片u8的引脚1、2、4分别接地;所述二分频器芯片u8的引脚6为输出引脚,与隔直电容c332连接;所述二分频器芯片u8的引脚5与电容c9、c10、c11以及穿心电容u2,所述穿心电容u2与磁珠fb2连接,所述电容c9、c10、c11的另一端分别接地,所述穿心电容u2的引脚2、4分别接地,所述穿心电容u2的引脚1通过磁珠fb2和电阻r147连接至稳压电源u33的输出端。

6.如权利1所述的一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路,其特征在于,所述lc滤波器的具体连接方式如下:电容c344、c342、c341进行串联,且电容c344和c342连接部分接地,所述c344与电感l155并联,所述c342与电感l154并联;

其中,信号从lc滤波器电路的c341输入,从lc滤波器电路的c344输出;

r259,r260,r261,r244,r245,r246电阻组成的π型匹配调试位。

7.如权利要求1所述的一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路,其特征在于,所述射频放大电路的具体连接方式为:放大器芯片u7的引脚3为射频信号输入端口,与电容c349连接;所述放大器芯片u7的引脚1与电感l5、电容c17连接,所述电容c17的另一端连接电阻r241、r243,所述电阻r243的另一端接地,所述电阻r241的另一端通过电阻r242接地;所述电感l5为放大器的扼流圈,l5的另一端与电容c13、c14、c15、穿心电容u4的引脚3连接,所述电容c13、c14、c15的另一端分别接地,所述穿心电容u4的引脚2、4接地,所述穿心电容u4的引脚1连接电容c310和电感l135,所述电容c310另一端接地,所述电感l135的另一端连接电阻r267、r238;所述放大器芯片u7的引脚2、4分别接地;

其中,信号从放大器芯片u7的引脚3输入,从放大器的引脚1输出,通过隔直电容c17,r241,r242,r243组成的π型衰减器,隔直电容c348进入反相器电路。

8.如权利要求1所述的一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路,其特征在于,所述反相器的具体连接方式如下:反相器u148的引脚2为输入端,与电阻r237、电容c348、电感157连接,所述电阻r237另一端接地,所述电感l157另一端与电阻r236、r263相连,电阻r263另一端接地,电阻r236连接至电容c346、c345、c347、电阻r239和所述反相器的引脚5;所述反相器u148的引脚4与电阻r240连接,所述电阻r240的另一端连接电阻r165、r164,所述电阻r165、r164的分别连接电阻r166的两端,所述电阻r165与电阻r166连接处接地。

9.如权利要求1所述的一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路,其特征在于,所述单片机控制电路的具体连接方式为:单片机芯片u12引脚1为电源引脚,通过电阻r14,电容c19,c20,c21连接穿心电容u9的引脚3,通过穿心电容u9的引脚1与磁珠fb4,二极管u11,电感l133,电容c308连接至低压线性稳压电源电路r147的右侧,为单片机芯片提供稳定的直流偏置;穿心电容u9的引脚2、引脚4接地;电容c19,c20,c21,c308的另外一端接地;单片机芯片u12的引脚2、引脚3、引脚5、引脚6、引脚9悬空处理;单片机芯片u12的引脚4、引脚12、引脚13是单片机程序烧写接口,与外部烧写器连接后可以为单片机烧写程序;引脚7是频综锁定状态检测口,当检测到频综失锁后会再次配置频综,直到频综锁定;

通过频综锁定检测电路的r228,r206连接至pmos管q3的源极,通过pmos管q3的栅极,电阻r204连接频综电路的auxout引脚;pmos管q3的漏极通过r205连接至低压线性稳压电源模块电路中的电阻r147的右侧,为pmos管q3提供参考电压;单片机芯片u12的引脚8、引脚10、引脚11是单片机spi通信口,分别通过电阻r15,r16,r17与频综电路中的电容c289,c288,c290连接,最终连接至频综电路中频综u5的引脚2,引脚1,引脚24;单片机芯片u12的引脚14接地。

10.一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路的工作方法,其特征在于,包括以下步骤:

s101:低压线性稳压电源电路为有源温补晶振电路、频综电路、二分频电路、射频放大电路以及反相器提供稳定的直流电压;

s102:有源温补晶振电路为所述频综电路提供参考时钟信号;

s103:单片机控制电路实现频综电路的配置与锁定状态监测;

s104:二分频电路调节频综电路中的频率输出;

s105:lc滤波器用于清除或抑制电路中无效的频率;

s106:射频放大电路将电路中的信号进行放大处理;

s107:反相器将电路中的正弦波转换为方波信号。


技术总结
本发明公开了一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路,包括:有源温补晶振电路、单片机控制电路、低压线性稳压电源电路、频综电路,二分频电路、射频放大电路、LC滤波器电路以及反相器电路;本发明可产生一路30MHz‑150MHz之间任意频点的高频方波信号,并不是削顶正弦波,同时可实现LVTTL或者TTL输出,且能在50欧姆终端负载下有13dbm以上输出的能力;本发明有频率范围宽,输出幅度范围宽,驱动能力强,实现简单等特点。

技术研发人员:孙岩
受保护的技术使用者:西安博瑞集信电子科技有限公司
技术研发日:2020.04.07
技术公布日:2020.07.14
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