CDIO總結報告

2021-10-14 04:51:24 字數 2696 閱讀 6855

成都資訊工程學院電子工程學院

擬制部門:電科112班cdio小組

擬制人:廖雙李寧曉趙靜

許維孫偉

審核人批准人[2023年1月10日]

cdio學習內容

1. 基於ads2008的vco**設計

2. 基於ad835的混頻器製作

一、基於ads2008的vco**設計

1)了解壓控振盪器的原理和設計方法

2)學習使用ads軟體進行vco的設計,優化和**。

[2] (美)j.卡爾·約瑟夫. 射頻電路設計. [m]. 電子工業出版社,2011

使用ads軟體設計乙個vco,並對其引數進行優化、**。觀察不同的引數對vco工作的影響。

1.裝有windows系統的pc一台

2.ads2008**軟體

3.截圖軟體

1) 偏執電路的設計

採用雙電源供電的方法,設定兩個goal 來進行兩個偏置電阻的優化,考慮到振盪器中三極體的工作狀態最好是遠離飽和區,還要滿足三極體1.8ghz時的最佳噪音特性,所以直流偏置優化的目標是lc=10ma,vcb=5.3v,如右圖所示。

圖1-1偏執電路的**

2) 變容二極體vc特性曲線測試

變容二極體(varactor diodes)為特殊二極體的一種。當外加順向偏壓時,有大量電流產生,pn(正負極)結的耗盡區變窄,電容變大,產生擴散電容效應;當外加反向偏壓時,則會產生過渡電容效應。但因加順向偏壓時會有漏電流的產生,所以在應用上均供給反向偏壓。

下圖為變容二極體的vc**圖。

圖1-2 vc特性**電路圖

圖1-3 vc特性曲線

3) 輸出頻率

圖1-4輸出頻譜圖

從波形可以看到,振盪器已經很穩定地振盪起來了,並且有一定的振盪時間,從抽出兩點m3,m4的資料可以看出,該振盪波形是相當穩定的,幅度差可以不必考慮,頻譜純度也較高,對m3和m4這段時域進行fs變換,可以看到振盪器振盪頻率的頻譜,從m5標記的數值可以看出,該振盪器的振盪頻率為 1.850ghz,與設計的指標1.8ghz有差距,需要進行調整。

4)調整優化的結果:

由於vco的振盪頻率由變容二極體所在的諧振網路的諧振頻率決定,經計算得到當變容二極體的電容為8.25pf時,諧振頻率為1.8ghz,此時由前面得到的vc曲線可以看到對應的二極體直流偏置電壓為3.

8v。設定vdc=3.8v後**得到的圖形如右圖,從圖中可以看到該振盪器的振盪頻率為1.799ghz,符合設計要求。如圖所示:

圖1-5優化後輸出頻譜圖

通過本次ads對壓控振盪器**實驗,使我們小組更加真實、貼切的了解vco的原理和用途。也對vco的設計有了一定的經驗,設計過程中要考慮的首要問題就是管子的選取,設計前必須根據自己的指標確定管子的引數,從後來的設計來看,管子選得不好是很難達到預定目標的。設計振盪器最重要的是使振盪頻率滿足預定的指標,而在這次的壓控振盪器設計中與振盪器頻率直接相關的有兩個引數,乙個是變容二極體的偏置電壓,由變容二極體的vc曲線決定;另乙個是振盪器的反饋電感。

在這次實驗過程中,我們小組不停的操作、翻閱資料、查閱文獻,對vco**設計的各個環節有了乙個較為清楚的認識,這些東西對以後的相關學習和研究打下了基礎。

二、基於ad835的混頻器製作

1)加強對混頻器概念的設計。

2)混頻器電路工程設計方法;

ad835是一款完整的四象限電壓輸出模擬乘法器,採用先進的介質隔離互補雙極性工藝製造。它產生x和y電壓輸入的線性乘積,3 db輸出頻寬為250 mhz(小訊號上公升時間為1 ns)。滿量程(1 v至+1 v)上公升至下降時間為2.

5 ns(採用150 ω標準rl),0.1%建立時間通常為20 ns。

ad835不僅具有出眾的速度效能,而且易於使用,功能豐富。例如,除允許在輸出端新增訊號外,z輸入端還能使ad835的工作電壓放大高達約10倍。因此,該乘法器的乘積雜訊非常低(50 nv/√hz),遠勝於早期產品。

ad835採用8引腳pdip封裝(n)和8引腳soic封裝(r),額定溫度範圍為40°c至+85°c工業溫度範圍。

特徵:簡要:基本功能是w=xy+z

詳細:滿足最少外部器件要求

快速:0.1%建立時間為20 ns

直流耦合輸出電壓簡化使用,差分輸入阻抗高,xyz輸入

低放大雜訊:50nv./hz

運用:高速乘法、除法、平方運算

寬頻調製和解調

相位檢測和測量

正弦波頻率加倍

**增益控制和鍵控

電壓控制放大器和濾波器

ad835輸入通常是單面的,也就是x2與y2管腳通常接地,這是在輸入與輸出之間的一種額外的單獨測量方法。x與y輸入也可以反向,以獲取所需的特別極性的輸入訊號,或者可以驅動不同。

供電去耦和小心板布局在使用寬頻的電路時是很重要的。在圖18中給以了推薦的去耦方式,應當給以參照。在資料表中保留資料中,去耦元件已經省去,但是為了獲取最佳的效能即滿足高速輸入的需求通常需要去耦。

比例係數u可以利用在引腳端w和z之間的電阻分壓器進行調節,如圖所示:

圖2-1原理圖

1) 兩台函式訊號發生器,輸出頻率分別為10mhz和30mhz(最大輸出40mhz)分別加到混頻其的兩個輸入端,(本混頻器最高可混頻頻率為250mhz,由於實驗室的射頻訊號源最低輸出頻率為700mhz,而函式訊號發生器最多輸出頻率40mhz,所以就只測試了30mhz和10mhz),如圖所示:

圖2-2 兩路混頻訊號

圖2-2 混頻後輸出頻譜圖

2) 實物圖

圖2-3 實物圖

圖2-4 電路原

圖2-4 電路原理圖

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