專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)寬頻信號(hào)源的簡(jiǎn)易裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于微型計(jì)算機(jī)和通信領(lǐng)域，特別涉及一種在直放站工程 實(shí)踐中使用的簡(jiǎn)易寬頻信號(hào)源的裝置.
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的信號(hào)源通常采用普通的頻率合成器和壓控振蕩器的工作原理來 實(shí)現(xiàn)，頻率合成器在響應(yīng)單片機(jī)后提供所需的信號(hào)給后級(jí)電路，從而產(chǎn)生 相應(yīng)的信號(hào)輸出.由于普通頻率合成器和壓控振蕩器受到頻率范圍的限制， 帶寬只有幾十兆赫玆，到幾百兆赫玆.在工程實(shí)踐中雖然可以采用專業(yè)信 號(hào)源，由于專業(yè)信號(hào)源本身體積比較大，重量比較重，價(jià)格昂貴不宜普及 使用，特別是在工程實(shí)踐中不宜推廣，本實(shí)用新型提供的筒易信號(hào)源體積 小可手持，重量輕，頻率覆蓋范圍廣，特別適合直放站設(shè)備工程維護(hù)中對(duì) 精度和功能要求不高的場(chǎng)合使用。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是為了克服在工程實(shí)踐中攜帶專業(yè)信號(hào)源的不方 便和價(jià)格昂貴不易普及的缺陷，提供一種實(shí)現(xiàn)寬頻信號(hào)源的簡(jiǎn)易裝置，該
裝置具有體積小，重量輕便于攜帶，成本低廉，頻率復(fù)蓋范圍廣，可以滿 足常見通信制式頻段等優(yōu)點(diǎn).
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是
一種實(shí)現(xiàn)寬頻信號(hào)源的簡(jiǎn)易裝置，主要由微控制器MCU、頻率合成器 芯片TSA5059兩片、環(huán)路濾波、壓控振蕩器芯片TDA8060、壓控振蕩器芯 片TDA5737、升壓芯片MAX5028、 ^Jt輸入、液晶顯示、高精度晶體振蕩器、 壓控衰減器AV104-12、射頻信號(hào)放大、射頻信號(hào)檢測(cè)、數(shù)控衰減、穩(wěn)壓電 源電路組成，各部分的連接信號(hào)為串行數(shù)據(jù)線SDA、串行時(shí)鐘線SCL、射頻 信號(hào)RF、射頻信號(hào)開關(guān)控制信號(hào)RFOn、射頻信號(hào)輸出RF-OUT、壓控衰減 信號(hào)ATT、功率檢測(cè)信號(hào)DET、數(shù)控衰減數(shù)據(jù)信號(hào)Q0 Q9、讀信號(hào)LCDRS、 寫信號(hào)LCDRW、使能信號(hào)EN、數(shù)據(jù)信號(hào)D0 D3、 LCDD0~LCDD3，其特征在 于(1)由兩組頻率合成器、環(huán)路濾波、壓控振蕩器構(gòu)成兩路PLL頻率合 成器，MCU與TSA5059的數(shù)據(jù)通過SDA與SCL相連；(2 )MAX5028給TDA8060 提供偏置;(3 )TDA8060與AV104-12通過RF相連，MCU通過ATT與AV104-12 相連；(4 ) MCU通過DET與射頻信號(hào)檢測(cè)相連；(5) MCU通過QO ~ Q9分別 與數(shù)控衰減器控制引腳相連，通過對(duì)Q0 Q9位設(shè)置得到相應(yīng)衰減值，即可 得到最終的信號(hào)RF-OUT; ( 6) MCU通過對(duì)RFOn邏輯控制來選擇是否打開信 號(hào)開關(guān)，從而控制信號(hào)的有無輸出；(7)MCU通過LCDRS、 LCDRW、 EN、 DO-D3、 LCDD0 LCDD3與鍵盤和液晶相連，作為信號(hào)輸入和輸出。采用上述的實(shí)現(xiàn)寬頻信號(hào)源的簡(jiǎn)易裝置，按以下步驟進(jìn)行 (1)通過lfcitlt^頻率和幅度給MCU， MCU M數(shù)據(jù)； (2 )MCU通過SDA和SCL對(duì)TSA5059頻率合成器芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸， 數(shù)據(jù)通過TSA5059的17bit NO ~ N16程序分頻器，1-bit PE預(yù)分標(biāo)器控制 位，4-Mt R0~R3的參考分頻器分頻比控制位，4-bit PO - P3輸出狀 態(tài)，2-bit電荷泵電流選擇位等進(jìn)行相應(yīng)的處理；
(3) TSA5059外部的高精度晶體振蕩器接在TSA5059的XTAL引腳作 為參考頻率，同時(shí)TSA5059的XT/COMP引腳輸出分頻后的頻率給下一片頻 率合成器作為參考頻率；
(4) TSA5059輸出經(jīng)環(huán)路濾波電路后，到達(dá)壓控振蕩器，產(chǎn)生相應(yīng)的 頻率輸出；
(5 )壓控振蕩器產(chǎn)生的頻率經(jīng)過"合成- >壓控衰減- >射頻放大- > 功率檢測(cè)->數(shù)控衰減->射頻開關(guān)->信號(hào)、幅度輸出"和"合成->壓控 衰減- >射頻放大->3dB電橋- >功率檢測(cè)-〉MCU-〉壓控衰減- >射頻放大 -〉3dB電橋-〉數(shù)控衰減->射頻開關(guān)->信號(hào)、幅度榆出".
本實(shí)用新型的主要特點(diǎn)是采用數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)設(shè)計(jì)的頻率合 成器和壓控振蕩器芯片，組成兩路PLL頻率合成器使其工作頻率覆蓋 lOOMHz至2200MHz，幅度為-10dBm~ - 60dBm。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于體積 小，信號(hào)覆蓋廣，使用簡(jiǎn)單。只需用戶根據(jù)自己的需要，通過M輸入相 應(yīng)的頻率值和幅度值，便可以通過頻"^C直觀的看到相應(yīng)的頻率和功率值， 在工程中使用極其方便實(shí)用，避免了不同頻段的信號(hào)需要帶多個(gè)其他單獨(dú) 使用的窄帶簡(jiǎn)易信號(hào)源的現(xiàn)象。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的電原理框圖. 圖2為圖1實(shí)施例的硬件結(jié)構(gòu)圖。
困3為本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)寬頻信號(hào)的流程困。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)施例如圖1、困2所示，整機(jī)采用手持式便攜設(shè)計(jì)， 實(shí)現(xiàn)寬頻信號(hào)源的簡(jiǎn)易裝置主要由^8t控制器MCU、兩片頻率合成器芯片 TSA5059、環(huán)路濾波、壓控振蕩器芯片兩片分別為TDA8060和TDA5737、升 壓芯片MAX5028、 M輸入、液晶顯示、高精度晶體振蕩器、壓控衰減器 芯片AV104-12、射頻信號(hào)放大、射頻信號(hào)檢測(cè)、數(shù)控衰減、穩(wěn)壓電源以及 外部電源充電電路組成，其中頻率合成芯片的數(shù)據(jù)連接信號(hào)通過SDA和SCL 兩個(gè)信號(hào)線連接。整個(gè)設(shè)計(jì)的特征部位由兩組PLL頻率合成器電路組成， 圖1框困中只畫出了一組PLL頻率合成器，另一組PLL頻率合成器中更換 壓控振蕩芯片為TDA5737詳見硬件結(jié)構(gòu)圖困2所示，其外圍電路稍有變化， 其它電路與TDA8060 —樣.下面詳細(xì)介紹本實(shí)用新型簡(jiǎn)易裝置的工作原理 (l)電源供給采用7. 2V鎳氪可充電池，外配充電器。機(jī)內(nèi)通過LM2567穩(wěn)壓提供給各級(jí)器件使用.DC/DC升壓電路使用美信MAX5025將5V提升至 30V，供變^極管的調(diào)壓變?nèi)菔褂茫?br> (2 ) MCU微控制器通過SDA和SCL把數(shù)據(jù)傳輸給TSA5059頻率合成芯 片，TSA5059嚴(yán)格按照數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后通過笫16腳輸出 一個(gè)精確的調(diào)整電壓，TSA5059芯片16腳外接三極管基極，三極管集電極 連接在30V分壓電阻上，16腳輸出的電壓使三極管兩端產(chǎn)生壓降，導(dǎo)通三 極管，從而改變輸入環(huán)路濾波變^極管的反向電壓，當(dāng)在變?nèi)荻O管負(fù) 極加入0V 30V電壓時(shí)，電容值將在一定的范圍內(nèi)變化，外接電容值的改 變直接影響TDA8060的輸出頻率；
(3)高頻部分采用的電路原理由壓控振蕩芯片TDA8060與兩個(gè)變^J1 極管組成。壓控振蕩器TDA8060的輸出頻率設(shè)計(jì)范圍為900MHZ~ 2200MHZ. 壓控振蕩器輸出信號(hào)分成兩路，一#出#路器；另一路送頻率合成芯 片供反饋分頻比較，頻率合成芯片能夠通過SDA和SCL信號(hào)線接收預(yù)置頻 率信息而換算出分頻^t，射頻信號(hào)1頻率合成芯片后被分頻并與基準(zhǔn) 晶振的分頻進(jìn)行相位比較，如果不符合900MHZ~2200MHZ范圍內(nèi)預(yù)置的要 求，頻率合成芯片將通過16腳輸出一個(gè)精確的調(diào)整電壓給兩個(gè)變?nèi)荻O 管，直到檢測(cè)的頻率符合預(yù)置要求；
(4 )低端頻率部分的電路原理與900細(xì)Z ~ 2200MHZ頻率產(chǎn)生電i^基本 相同。不同的是TDA5737外圍電路由3個(gè)LC電路組成，可以覆蓋100MHZ~ 900MHZ的頻率范圍，不同的頻率范圍通過MCU進(jìn)行波^i^擇，其波段選擇 由A band,對(duì)應(yīng)頻率范圍80MHZ ~ 210MHZ、 Bband,對(duì)應(yīng)頻率范圍210MHZ~ 490MHZ、和Cband，對(duì)應(yīng)頻率范圍49GMHZ ~ 900MHZ組成，控制方式同(3)
中；
(5 )結(jié)合上面(3 )和(4 )，頻率信號(hào)完整的復(fù)蓋至100MHZ ~ 2200MHZ;
(6)經(jīng)TDA8060或者TDA5737輸出的頻率經(jīng)合路器^ff號(hào)合成后，輸 出至壓控衰減器，對(duì)信號(hào)進(jìn)行強(qiáng)度進(jìn)行衰減，經(jīng)TDA8060或者TDA5737輸 出的信號(hào)強(qiáng)度在-26dBm -6dBm之間左右，由壓控衰減器衰減后的信號(hào) 最小可以達(dá)到-50dBm;
(7 )經(jīng)壓控衰減器輸出的射頻信號(hào)RF通過兩級(jí)寬帶放大器將壓控振 蕩器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行放大；寬頻放大器，再ii^3dB電橋，再一次對(duì)信號(hào) 進(jìn)行衰減，3dB電橋后，以最弱信號(hào)計(jì)算整個(gè)M的增益可達(dá)到2dBm，同 時(shí)在3dB電橋后設(shè)計(jì)了測(cè)試點(diǎn)，通過頻諉儀直觀的看到頻率的輸出；
(8 )3dB電橋后信號(hào)ilA射頻功率檢測(cè)芯片，射頻功率檢測(cè)芯片對(duì)DET 檢測(cè)后的電壓值返回MCU, MCU根據(jù)射頻功率檢測(cè)所得電壓值判斷信號(hào)的幅 度值再通過對(duì)ATT壓控衰減器的檢測(cè)，若通過3dB電橋電壓反映的幅度信息不是2dBm，則MCU通過ATT輸出電壓經(jīng)壓控襲減器微調(diào)，直到幅度為 2dBm。由于放大器對(duì)不同頻率的響應(yīng)不同會(huì)導(dǎo)致輸出幅度不同進(jìn)而影響輸 出檢測(cè)電壓，在壓控衰減器控制中加入了偏移量控制輸出.
參見困3.本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)寬頻信號(hào)的流程如困3所示。
(1) 整機(jī)妙設(shè)置為16個(gè)按鍵，其中數(shù)字鍵0、 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9，設(shè)置頻率Freqln和單位MHz，設(shè)置幅度Amplitude值和單位dBm， 射頻開關(guān)MSwitch，當(dāng)前頻率下幅座:校準(zhǔn)值設(shè)置菜單頁面調(diào)出、可輸入 偏移量、或再次按下表負(fù)號(hào)Menu，幅度增加"+ "，幅度減小"-";
(2) M輸入頻率值，MCU^數(shù)據(jù)，通過液晶顯示頻率值，MCU得 到輸入頻率后，進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理后，判斷頻率范圍屬于那個(gè)PLL頻率 合成器通道，然后選擇相應(yīng)的PLL頻率合成器，得到相應(yīng)得頻率輸出。困 中得PLL l通道是由頻率合成芯片TSA5059，環(huán)路濾波，壓控振蕩器TDA5737 組成；PLL 2是由頻率合成芯片TSA5059，環(huán)路濾波，壓控振蕩器TDA8060 組成；
(3) ^J:輸入幅度值，MCUM數(shù)據(jù)，通過液晶顯示幅度值的大小， 當(dāng)MCU檢測(cè)到信號(hào)幅度的輸入值，MCU依據(jù)3dB電橋后級(jí)輸出功率檢測(cè)使 用出廠的校準(zhǔn)信息來反饋控制壓控衰減器，最務(wù)使3dB電橋后級(jí)輸出功率 穩(wěn)定控制設(shè)定的范圍內(nèi)，幅度信息送給兩級(jí)數(shù)控衰減器處理后輸出i殳置的 幅度；
(4 )在不同頻段的幅度校準(zhǔn)信息也會(huì)記憶在MCU中作為對(duì)兩級(jí)數(shù)控衰 減器的微調(diào)。 一般需在100MHZ頻寬時(shí)校準(zhǔn)輸出功率。這樣，二次校準(zhǔn)功率
使整機(jī)的信號(hào)幅度輸出準(zhǔn)確度得到保證；
(5 )MCU不斷掃描^Jt輸入，響應(yīng)>^#作，當(dāng)頻率異常時(shí)顯示PLL ERR， 幅度異常時(shí)顯示Amp ERR;
(6 )框圖中VAP代表DET檢測(cè)所得電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)幅度，通過判斷輸 入的幅度與VAP的關(guān)系進(jìn)行反，整；
(7 ) MCU通過DET與功率檢測(cè)芯片的輸出相連，主要是為了檢測(cè)功率 檢測(cè)芯片在3dB電橋后的功率檢測(cè)轉(zhuǎn)換成電壓值，然后根據(jù)電壓值的大小 來通過MCU與AV104-12的連接信號(hào)ATT來調(diào)整壓控衰減器的電壓值實(shí)現(xiàn)閉 環(huán)反饋。
權(quán)利要求1、一種實(shí)現(xiàn)寬頻信號(hào)源的簡(jiǎn)易裝置，主要由微控制器MCU、頻率合成器芯片TSA5059兩片、環(huán)路濾波、壓控振蕩器芯片TDA8060、壓控振蕩器芯片TDA5737、升壓芯片MAX5028、高精度晶體振蕩器、壓控衰減AV104-12、射頻信號(hào)放大、射頻信號(hào)檢測(cè)、數(shù)控衰減、穩(wěn)壓電源電路組成，各部分的連接信號(hào)為串行數(shù)據(jù)線SDA、串行時(shí)鐘線SCL、射頻信號(hào)RF、射頻信號(hào)開關(guān)控制信號(hào)RFOn、射頻信號(hào)輸出RF_OUT、壓控衰減信號(hào)ATT、功率檢測(cè)信號(hào)DET、數(shù)控衰減數(shù)據(jù)信號(hào)Q0～Q9、讀信號(hào)LCDRS、寫信號(hào)LCDRW、使能信號(hào)EN、數(shù)據(jù)信號(hào)D0～D3、LCDD0～LCDD3，其特征在于①、由兩組頻率合成器、環(huán)路濾波、壓控振蕩器構(gòu)成兩路PLL頻率合成器，MCU與TSA5059的數(shù)據(jù)通過SDA與SCL相連；②、MAX5028給TDA8060提供偏置；③、TDA8060與AV104-12通過RF相連，MCU通過ATT與AV104-12相連；④、MCU通過DET與功率檢測(cè)信號(hào)相連；⑤、MCU通過Q0～Q9分別與數(shù)控衰減器控制引腳相連，通過對(duì)Q0～Q9位設(shè)置得到相應(yīng)衰減值，即可得到最終的信號(hào)RF_OUT；⑥、MCU通過對(duì)RFOn邏輯控制來選擇是否打開信號(hào)開關(guān)，從而控制信號(hào)的有無輸出；⑦、MCU通過LCDRS、LCDRW、EN、D0～D3、LCDD0～LCDD3與鍵盤和液晶相連，作為信號(hào)輸入和輸出。
專利摘要一種實(shí)現(xiàn)寬頻信號(hào)源的簡(jiǎn)易裝置，主要由微控制器MCU、頻率合成器芯片TSA5059兩片、環(huán)路濾波、壓控振蕩器芯片TDA8060、壓控振蕩器芯片TDA5737、升壓芯片MAX5028、鍵盤輸入、液晶顯示、高精度晶體振蕩器、壓控衰減器AV104-12、射頻信號(hào)放大、射頻信號(hào)檢測(cè)、數(shù)控衰減、穩(wěn)壓電源電路組成，其特征在于(1)由兩組頻率合成器、環(huán)路濾波、壓控振蕩器構(gòu)成兩路PLL頻率合成器，MCU與TSA5059的數(shù)據(jù)通過SDA與SCL相連；兩路PLL頻率合成器把頻率信號(hào)覆蓋至100MHz～2200MHz，從而達(dá)到信號(hào)覆蓋完整。(2)兩級(jí)寬帶放大器將壓控振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行放大。
文檔編號(hào)H04B17/00GK201130943SQ200720088388
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月22日
發(fā)明者孫紅梅, 李華軍 申請(qǐng)人:武漢虹信通信技術(shù)有限責(zé)任公司