简易频谱分析仪设计资料.pdfVIP

摘要

频接收机进行频谱分量分析，同时在示波器屏幕上显示频谱分量，具有分析范围

宽、高镜像抑制比和高分辨力的特点。该作品很好地达到了设计目标。

一、方案设计与论证

1、总体设计方案

方案一：将被测信号放大后直接用DSP或单片机经A/D转换后进行傅立叶展开等数字处理，

将得到的结果送到示波器等显示器件进行显示。这个方案的优点是比较容易从软件上进行各种

数字运算的处理，因为本题目要求的指标并不高，采用这个方案将会极大提高设计成本和增加

开发难度；

方案二：参考题目推荐的方法，该题目可设计成一扫频接收机，在扫频范围内能检测到每

个频点上的信号幅度，此方案的优点是电路比较简单，不需要DSP等专用芯片处理就可以满足

设计要求，缺点是实时性比较差。

比较两种方案，考虑制作难度、性价比和时间等因素，我们选用了方案二，参考专业短波

通讯中的接收机电路，采用二次变频法将会得到比较高的镜像抑止比、灵敏度和选择性。

2、输入调谐回路

方案一：采用变容二极管和电感线圈组合成的压控可变中心频率的LC调谐回路进行选

回路难以实现，需要用到频段切换等技术处理，难以做到比较好的一致性；

方案二：采用非调谐宽带滤波的办法，输入级不设选频电路，只设置一个通频带为1-

30MHZ的带通滤波器，缺点是没有选频特性，但是电路简单可靠；

器选频。

3、混频器

混频器是外差式接收电路必不可少的。

方案一：用分立元件如三极管和二级管组成，显然电路比较简单，但是在混频增益和性能

一致性上有所欠缺；

方案二：用集成电路混频器，虽然一般的器件存在动态范围小的缺点，但是混频增益高和

性能稳定；

本作品需要用到两个混频器，要求比较高，综合比较后选择方案二，采用性价比很高的

NE602作为混频器件，事实证明有很好的效果。

4、中频值和中频滤波器

本作品中用到二次变频，所以有两个不同的中频值。

方案一：低中频+低中频，即第一和第二中频都比待接收频率的最高频率低，如第一中频

路已经选定宽带输入，将带来严重的镜像干扰；

方案二：高中频+低中频，即第一中频比待接收频率的最高频率高，第二中频比待接收频

率的最高频率低，通过选用合理有效的输入调谐回路这种办法可以得到很高的镜像抑止比；

综合比较后，选用方案二，第一中频用45.499MHZ,第二中频用4.999MHZ,

同时第一中频滤波器用普通LC中频变压器，第二中频滤波器用带宽为2KHZ的石英晶体滤波器，

这样可以得到很好的选择性。

5、第一本振和第二本振电路

采用宽带输入调谐回路后，通过改变第一本振的频率值即可改变待接收频率。

方案一：采用传统的LC振荡器，优点是电路简单，但是稳定度差，不容易数控是明显的

缺点；

方案二：用数字锁相环频率合成技术的方法产生，缺点是电路比较复杂，但是稳定性很好，

容易由单片机控制；

最终选定方案二，第一本振采用锁相环频率合成技术，精确度，稳定度高。由PLL芯片

源温度补偿晶体振荡器直接产生，精确度和稳定性均很好。

6、AM/FM鉴别电路

方案一：将待分析的信号或其转换后的中频信号经AD转换后用DSP或单片机分析，软件

和硬件上的难度很大，时间也不允许；

方案二：参考成品频谱分析仪的做法，将第一中频信号同时输入到AM检波器和FM鉴频器，

靠人工对同一信号两种不同解调办法得到的不同结果来区别；

到满意的效果。

7、核心主控器件

方案一：选用一般数字电路组合而成，然而在本作品所需控制的器件的逻辑比较复杂，显

然会提高成本和降低可靠性；

方案二：选用性价比高的单片机；

我们选择方案二，直接选用AT89S52单片机，性价比高，完全满足了本作品智能化的要求，

同时与汉字液晶显示模块、键盘、D/A转换器等外围部件构成了一个完整的主控系统。

8、整体系统框图

系统框如图(1)如下：

;——低放

AM检波

i

FM鉴须M

……

豸3:t