抗混濾波大学课程设计说明书.docVIP

目 录 1.前言 1 2.系统总体方案设计 2 2.1 方案比较 3 2.2 方案论证 3 2.3 方案选择 4 3单元模块设计 5 3.1前置放大器 5 3.2电源电路 6 3.3时钟电路 8 3.3.1ICL8038的简介 8 3.3.2时钟电路的设计 9 3.4分频电路 10 3.4.1数字锁相环CC4046 11 3.4.2分频电路的设计 12 3.5抗混叠滤波电路 13 3.5.1产生混叠的来源 13 3.5.2抗混叠滤波器的选择 13 3.5.3开关电容滤波器 14 3.5.4滤波器电路设计 17 4 系统调试 20 5 系统功能和指标参数 21 5.1 系统功能 21 5.2系统指标参数 21 6 设计总结和体会 22 6.1设计总结 22 6.2设计的收获体会 22 致 谢 23 【参考文献】 23 附录 抗混叠滤波电路总图 24 1.前言 ? 随着“信息时代”的到来分析仪对于信号分析来说是不可少的。它是利用频率域对信号进行分析、研究，同时也应用于诸多领域，如通讯发射机以及干扰信号的测量，频谱的监测，器件的特性分析等等各行各业、各个部门对频谱分析仪应用的侧重点也不尽相同。公司生产的MAX291/292/293/294/295/296/297系列8阶低通开关电容滤波器由于使用方便（基本上不需外接元件）、设计简单（频率响应函数是固定的，只需确定其拐角频率即截止频率)、尺寸小（有8-pin???DIP封装）等优点，在ADC的反混叠滤波、噪声分析、电源噪声抑制等领域得到了广泛的应用。????MAX291/295为巴特型滤波器，在通频带内，它的增益最稳定，波动小，主要用于仪表测量等要求整个通频带内增益恒定的场合。MAX292/296为贝塞尔（Bessel）滤波器，在通频带内它的群时延时恒定的，相位对频率呈线性关系，因此脉冲信号通过MAX292/296之后尖峰幅度小，稳定速度快。?MAX293/294/297为8阶圆型（Elliptic）滤波器，它的滚降速度快，从通频带到阻带的过渡带可以作得很窄。在椭圆型滤波器中，第一个传输零点后输出将随频率的变高而增大，直到第二个零点处。这样几番重复就使频响呈现波浪形。在MAX29X系列滤波器集成电路中，除了滤波器电路外还有一个独立的运算放大器（其反相输入端已在内部接地）。用这个运算放大器可以组成配合MAX29X系列滤波器使用后的滤波、反混滤波等连续时间低通滤波器。公司生产的巴特型滤波器A741运算放大器组成反相加法电路与MAX291相连。并且,由ICL8038和CC4046为其提供时钟信号。 2.系统总体方案设计 频谱分析仪的信号流程如图2.1所示,本～。 图2.1 频谱分析仪的信号流程 理论上如果遵守抽样定律，即 ≥ 2,就可以避免镜像效应产生。实际上的信号谱并不是矩形截止的，同时由于时域有限，高频分量不可避免。因此，在进行信号处理之前，采用模拟低通滤波器来抑制大于/2的信号频率，这就是抗镜像滤波器(也称作抗混叠滤波器)。在通带范围，为了不产生畸变，希望他有平坦的振幅特性和缓变的相位特性；为了抑制镜像效应，要求他有足够的阻带衰减；而为了获得尽可能大的分析范围，又不至于产生频谱折叠，希望过渡带陡峭。 2.1 方案比较 方案一 方案二 这两种方案其实在整体结构上没有什么区别，只是具体电路的不同。但都可以实现抗混叠滤波，跟踪信号的功能。 2.2 方案论证 方案一 利用锁相环的输出信号动态跟踪输入信号频率的这一特点，将VCO的输出信号经一分频器后送入相位比较器，则锁定时VCO输出信号的频率将等于K倍的输入信号的频率，即，适当地选择分频系数K就可以得到所需要的倍频信号的输出。隔直、平移、整形该电路主要由输入信号、隔直电容、平移、整形、测频电路、倍频电路、开关电容、滤波组成因为MAX291的截止频率是随着输入时钟的变化而变化的，且＝1001，因此它的抗混叠滤波的截止频率就是10倍的信号输入频率，也即10clk，而且可以随着输入频率的变化而变化，从而起到了跟踪滤波的功能。随着输入时钟的变化而变化 图3.1 同相放大器 图3.2 电压跟随器 如图3.1所示为同相放大器,其闭环电压增益: 输入电阻 输出电阻 平衡电阻 由于