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掃頻信號源的制作

作者: 時(shí)間:2011-04-26 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
射頻電子愛好者制作掃頻儀、頻譜儀等工具時(shí),將肯定得用到掃頻信號發(fā)生器,本文介紹一種掃頻信號源的制作。

  最簡單的掃頻信號源就是用一個(gè)選定的周期性的信號控制壓空振蕩器,使其頻率按照控制信號的周期發(fā)射相應(yīng)的變化。控制信號有可能是正弦波,也可能是鋸齒波,還有可能是三角波,波形根據(jù)需要而定。壓控振蕩器也沒有什么特別的地方,就是將振蕩器的選頻電路中的器件換成電壓控制性即可,目前常用的做法是將LC選頻電路中的C換成變?nèi)荻O管,改變二極管的結(jié)電壓,二極管的電容發(fā)生變化,于是振蕩頻率也就會發(fā)生相應(yīng)的變化,成為壓控振蕩器。下圖便是一個(gè)很實(shí)用的電路。

 

             

 

  圖中的電路參數(shù)適合工作于200-500MHz,若是500MHz以上頻率可將6.8P電容換成3.3P,800MHz以上則應(yīng)換成2P。至于變?nèi)莨苌洗?lián)的電容可根據(jù)調(diào)制信號的屬性在較大范圍內(nèi)內(nèi)選擇。假如調(diào)制信號為視頻,上圖便成了一個(gè)很實(shí)用的調(diào)頻電視調(diào)制器。假如調(diào)制信號為鋸齒波,則成為掃頻信號發(fā)生器。

  但是,這樣的掃頻信號發(fā)生器的用途很有限,因?yàn)閽哳l的寬度太小。要想獲得較寬的掃源,用這樣一個(gè)簡單的振蕩器是很難實(shí)現(xiàn)的。

  對于頻率可調(diào)的LC諧振回路,可調(diào)范圍是很有限的。在較低頻率時(shí),如中波收音機(jī),最高頻率可以做到最低頻率的3倍多一些。在頻率較高時(shí),分布電容的影響較大,這個(gè)倍數(shù)逐漸減小,所以用一個(gè)振蕩器做出來的可變頻率現(xiàn)對范圍很有限。
  相對范圍不容易增加,絕對范圍是可以增加的,例如1000-2000MHz的振蕩器,最低頻率1000MHz,最高頻率2000MHz,有1000MHz的可調(diào)范圍,卻是很容易實(shí)現(xiàn)。因此,若是用一個(gè)固定的1000MHz振蕩器,與1000-2000MHz的可變頻率振蕩器混頻,非常容易獲得0-1000MHz的差頻,如下圖所示。

 

            

 

  說起來容易,想起來更容易,倘若真的需要這樣一套裝置,設(shè)計(jì)制作的工作量也還是不小的。對于產(chǎn)品設(shè)計(jì),這點(diǎn)兒工作量倒不算什么,但對于愛好者實(shí)驗(yàn)來說有點(diǎn)兒不合算。好在有不少成品可以利用,例如電視機(jī)的UHF本振,起碼能保證(470+38)MHz────(860+38)MHz的電控可調(diào)范圍;衛(wèi)星接收機(jī)的調(diào)諧解調(diào)器本振頻率絕對可調(diào)范圍更大,大部分能保證(850+480)MHz────(2250+480)MHz的電控可調(diào)范圍。即便是老式的調(diào)諧解調(diào)器,其本振也有不小的可調(diào)范圍,比如我們現(xiàn)在手頭就有一些非常老式的調(diào)諧解調(diào)器,本振可調(diào)范圍是(920+612)MHz────(1450+612)MHz,有不少于500MHz的可調(diào)范圍,與合適的固定頻率振蕩器配合,制作一個(gè)0-500MHz的掃頻信號源應(yīng)該是沒有困難的。

  第一步是測試篩選調(diào)諧解調(diào)器。先測試最低振蕩頻率,將調(diào)諧電壓端子對地段路,測得的頻率便是;在冊最高頻率,將調(diào)諧電壓端接上12V左右,測得的頻率算作最高頻率。之所以稱其為“算作最高頻率”,是因?yàn)樘岣哒{(diào)諧電壓還可以進(jìn)一步提高震蕩頻率,但是掃頻控制電壓往往要用運(yùn)算產(chǎn)生,常用的運(yùn)放輸出更高的電壓有一定困難,況且進(jìn)一步提高頻率其線性急劇變壞,也有些不妥。

  順手取來幾只,實(shí)測發(fā)現(xiàn)其最低振蕩頻率都在1300MHz以下,最高振蕩頻率都在2000MHz以上,可調(diào)范圍大部分都在800MHz以上,用來制作0-500MHz的信號源肯定是沒有問題的。

  手頭沒有1300MHz以上的晶體諧振器,只好用670MHz的代替,將670MHz倍頻成為1340MHz,倒也很合適。其基波比所得信號源的最高頻率還高170MHz,可以用低通濾波器輕松濾除。實(shí)驗(yàn)電路如下圖搭接。

 

          

 

  起初,實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不理想,改變調(diào)諧電壓時(shí)在頻譜儀上很大范圍內(nèi)有兩條譜線移動,一條是我們所要的差頻,另一條與0-500MHz這條的移動方向相反,估計(jì)是670MHz的三次諧波2010MHz與衛(wèi)星電視調(diào)諧解調(diào)器本振的差頻,經(jīng)測量計(jì)算,確實(shí)如此,看來,輸入混頻器的固定頻率信號必須抑制其三次諧波。這個(gè)問題不難解決,手頭還有不少當(dāng)年的老式衛(wèi)星電視第一中頻濾波器,標(biāo)稱頻率范圍是950-1450MHz,正好可以將670MHz的二次諧波取出。采取這一措施以后,獲得的0-500MHz振蕩信號干干凈凈,實(shí)驗(yàn)獲得成功。

  再看輸出信號端670MHz的成分,低五十多分貝呢,完全不用考慮它,其他帶外成分就更不用提了。

  這次實(shí)驗(yàn),是用幾個(gè)單元器件搭接起來的,并不實(shí)用,將來有空的時(shí)候,再把它做成一個(gè)實(shí)用型的器件。至于用什么信號來控制這個(gè)信號源,做成什么樣的掃源,這恐怕我就管不了了。



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