扫频信号源的制作

2011-04-26 14:15:40来源: 互联网
射频电子爱好者制作扫频仪、频谱仪等工具时,将肯定得用到扫频信号发生器,本文介绍一种扫频信号源的制作。

  最简单的扫频信号源就是用一个选定的周期性的信号控制压空振荡器,使其频率按照控制信号的周期发射相应的变化。控制信号有可能是正弦波,也可能是锯齿波,还有可能是三角波,波形根据需要而定。压控振荡器也没有什么特别的地方,就是将振荡器的选频电路中的器件换成电压控制性即可,目前常用的做法是将LC选频电路中的C换成变容二极管,改变二极管的结电压,二极管的电容发生变化,于是振荡频率也就会发生相应的变化,成为压控振荡器。下图便是一个很实用的电路。

 

             

 

  图中的电路参数适合工作于200-500MHz,若是500MHz以上频率可将6.8P电容换成3.3P,800MHz以上则应换成2P。至于变容管上串联的电容可根据调制信号的属性在较大范围内内选择。假如调制信号为视频,上图便成了一个很实用的调频电视调制器。假如调制信号为锯齿波,则成为扫频信号发生器。

  但是,这样的扫频信号发生器的用途很有限,因为扫频的宽度太小。要想获得较宽的扫源,用这样一个简单的振荡器是很难实现的。

  对于频率可调的LC谐振回路,可调范围是很有限的。在较低频率时,如中波收音机,最高频率可以做到最低频率的3倍多一些。在频率较高时,分布电容的影响较大,这个倍数逐渐减小,所以用一个振荡器做出来的可变频率现对范围很有限。
  相对范围不容易增加,绝对范围是可以增加的,例如1000-2000MHz的振荡器,最低频率1000MHz,最高频率2000MHz,有1000MHz的可调范围,却是很容易实现。因此,若是用一个固定的1000MHz振荡器,与1000-2000MHz的可变频率振荡器混频,非常容易获得0-1000MHz的差频,如下图所示。

 

            

 

  说起来容易,想起来更容易,倘若真的需要这样一套装置,设计制作的工作量也还是不小的。对于产品设计,这点儿工作量倒不算什么,但对于爱好者实验来说有点儿不合算。好在有不少成品可以利用,例如电视机的UHF本振,起码能保证(470+38)MHz────(860+38)MHz的电控可调范围;卫星接收机的调谐解调器本振频率绝对可调范围更大,大部分能保证(850+480)MHz────(2250+480)MHz的电控可调范围。即便是老式的调谐解调器,其本振也有不小的可调范围,比如我们现在手头就有一些非常老式的调谐解调器,本振可调范围是(920+612)MHz────(1450+612)MHz,有不少于500MHz的可调范围,与合适的固定频率振荡器配合,制作一个0-500MHz的扫频信号源应该是没有困难的。

  第一步是测试筛选调谐解调器。先测试最低振荡频率,将调谐电压端子对地段路,测得的频率便是;在册最高频率,将调谐电压端接上12V左右,测得的频率算作最高频率。之所以称其为“算作最高频率”,是因为提高调谐电压还可以进一步提高震荡频率,但是扫频控制电压往往要用运算放大器产生,常用的运放输出更高的电压有一定困难,况且进一步提高频率其线性急剧变坏,也有些不妥。

  顺手取来几只,实测发现其最低振荡频率都在1300MHz以下,最高振荡频率都在2000MHz以上,可调范围大部分都在800MHz以上,用来制作0-500MHz的信号源肯定是没有问题的。

  手头没有1300MHz以上的晶体谐振器,只好用670MHz的代替,将670MHz倍频成为1340MHz,倒也很合适。其基波比所得信号源的最高频率还高170MHz,可以用低通滤波器轻松滤除。实验电路如下图搭接。

 

          

 

  起初,实验结果并不理想,改变调谐电压时在频谱仪上很大范围内有两条谱线移动,一条是我们所要的差频,另一条与0-500MHz这条的移动方向相反,估计是670MHz的三次谐波2010MHz与卫星电视调谐解调器本振的差频,经测量计算,确实如此,看来,输入混频器的固定频率信号必须抑制其三次谐波。这个问题不难解决,手头还有不少当年的老式卫星电视第一中频滤波器,标称频率范围是950-1450MHz,正好可以将670MHz的二次谐波取出。采取这一措施以后,获得的0-500MHz振荡信号干干净净,实验获得成功。

  再看输出信号端670MHz的成分,低五十多分贝呢,完全不用考虑它,其他带外成分就更不用提了。

  这次实验,是用几个单元器件搭接起来的,并不实用,将来有空的时候,再把它做成一个实用型的器件。至于用什么信号来控制这个信号源,做成什么样的扫源,这恐怕我就管不了了。

关键字:制作

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0426/article_7711.html
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