一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路及工作方法技术

本发明专利技术公开了一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路，包括：有源温补晶振电路、单片机控制电路、低压线性稳压电源电路、频综电路，二分频电路、射频放大电路、LC滤波器电路以及反相器电路；本发明专利技术可产生一路30MHz‑150MHz之间任意频点的高频方波信号，并不是削顶正弦波，同时可实现LVTTL或者TTL输出，且能在50欧姆终端负载下有13dbm以上输出的能力；本发明专利技术有频率范围宽，输出幅度范围宽，驱动能力强，实现简单等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路及工作方法
本专利技术设计一种可调宽带大功率正弦波转方波的电路实现方法；可用于卫星通信北斗导航等射频组件设备领域中。
技术介绍
随着信息对抗技术的发展，对通信系统的带宽，速率，功耗，调制解调能力的要求越来越高，而抗干扰技术的引入能够有效改善以上问题；而方波作为抗干扰设备中的时钟源已被广泛的应用，其具有功耗低，抗干扰能力强，占空比可调，易于实现等特点；LVTTL的引入解决了CMOS电平的速度慢的问题，也减弱了TTL电平带来的功耗提升的问题。传统LVTTL驱动时钟源需要单独使用晶振+时钟驱动器的方式实现，但成本面积均会增加，谐波分量多，而且也满足不了50欧姆负载下13dbm以上输出的要求；传统方式中还可以使用运算放大器组成的比较器电路实现LVTTL电平的输出，但是比较器输出LVTTL的波形失真严重。而由频综产生可调双中频信号的方式，使用反相器实现正弦波转LVTTL电平的方式可以有效减少电路布局面积，减少电路中的谐波分量，有效减少LVTTL的上升沿缓慢，过充等问题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术提供所述的一种宽带可调大功率正弦波转LVTTL方波信号电路的设计实现方法，该电路可产生一路30MHZ-150MHZ之间任意频点的高频方波信号，并不是削顶正弦波，同时可实现LVTTL或者TTL输出，且能在50欧姆负载下有13dbm以上输出的能力；本专利技术有频率范围宽，输出幅度范围宽，驱动能力强，实现简单等特点。为了实现根据本专利技术的这些目的和其他优点，本专利技术提供一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路，包括：有源温补晶振电路、单片机控制电路、低压线性稳压电源电路、频综电路，二分频电路、射频放大电路、LC滤波器电路以及反相器电路；其中，所述有源温补晶振电路与频综电路连接，为所述频综电路提供参考时钟信号；所述低压线性稳压电源电路与有源电路模块连接，为有源电路模块提供稳定的直流电压偏置；所述频综电路与频综外围匹配电路连接，产生合适的中频信号；所述的单片机控制电路与频综电路连接，实现频综的配置与锁定状态监测；所述LC滤波器用于清除或抑制电路中无效的频率；所述射频放大电路用于将电路中的信号进行放大处理；所述反相器与射频放大电路连接，所述反相器将电路中的正弦波转换为方波信号；所述有源电路模块包括：有源温补晶振电路、频综电路，二分频电路、射频放大电路以及反相器电路；所述低压线性稳压电源电路包括：LDO1，LDO2。优选的，所述有源温补晶振电路具体连接为：温补晶振U94的引脚8通过电阻R3分别与电容C2、C3、C4的一端和穿心电容U1的引脚3相连，所述电容C2、C3、C4的另一端分别接地，所述穿心电容U1的引脚2、引脚4分别接地，所述穿心电容U1的引脚1通过磁珠FB1与低压线性稳压电源U141的引脚5输出端的R148一端连接；所述温补晶振U94的引脚5通过电容C293连接电阻R170、R176的一端和电容C294的一端，所述电阻R170和电容C294分别接地，所述电阻R176另一端与电阻R181连接，电阻R181连接单片机芯片的引脚15；所述温补晶振的引脚1、引脚4分别接地，剩余的引脚全部悬空处理；其中，电阻R3为调试位，电阻R170和电容C294为温补晶振的外围匹配，所述电阻R176、R181为预留调试位。优选的，所述低压线性稳压电源电路的具体连接为：低压线性稳压器U141的引脚5连接电容C231、C230的一端，且通过电阻R148连接有源温补晶振电路，电容C231、C230的另一端分别接地；所述低压线性稳压器U141的引脚1与电容C228、C229的一端、穿心电容U95的引脚3以及所述低压线性稳压器U141的引脚3相连接，所述穿心电容U95的引脚2、引脚4分别接地；所述低压线性稳压器U141的引脚2接地，引脚4悬空；U141的输入端口引脚1通过电容C228,C229,穿心电容U95，磁珠FB21与外部+5V的直流稳压电源模块的输出端连接；其中，低压线性稳压器U141是一个+5V转3.0V的LDO芯片。优选的，所述频综电路的具体连接方式为：频综芯片的引脚1、2、24为SPI的接口端，分别与退耦电容连接，并连接到单片机控制电路U12的引脚8，10，11；穿心电容U12通过SPI控制线为频综提供控制信号；所述频综芯片的引脚3,6,9,10,16,18,21分别接地；所述频综芯片的引脚19、20为IF频率的调节端；所述频综芯片的引脚22为IF频率信号的输出端，通过电感L145与电容C16连接；所述频综芯片的引脚15为参考时钟输入端；通过电容C295与电阻R9、R10、R11连接，所述R10，R11另一端接地，所述电阻R9的一端连接电阻R11，所述电阻R9另一端连接至时钟参考源的输出端电阻R181的右侧；所述频综芯片的引脚14为使能引脚，通过LC滤波器与直流稳压电源模块U33的输出端连接；所述频综芯片的引脚13为状态输出端口，连接MOS管Q2和LED灯D1，组成频综锁定状态显示电路，用于判断锁相环电路的锁定状态；所述频综芯片的引脚4、5、7、8为射频输出口，所述引脚4和引脚5、引脚7和引脚8分别通过电感连接；所述频综芯片的引脚11是射频输出端口，通过电感L4与电容C12一端连接，所述电容C12的另一端与电阻R5、R6连接，所述电阻R6另一端接地，所述电阻R5的另一端与电阻R7连接；所述频综芯片的引脚17、12、23为供电引脚；其中，所述电阻R5、R6、R7和R9、R10、R11分别组成π型电路，所述π型电路为预留匹配调试位。优选的，所述二分频电路的具体连接关系如下：二分频器芯片U8的引脚3通过隔直电容C321连接π型衰减器R199，R200，R201，C16连接频综芯片的输出引脚；R199,R200,R200组成的π型衰减电路是预留的功率调节匹配位,C16是隔直电容；所述二分频器芯片U8的引脚1、2、4分别接地；所述二分频器芯片U8的引脚6为输出引脚，与隔直电容C332连接；所述二分频器芯片U8的引脚5与电容C9、C10、C11以及穿心电容U2，所述穿心电容U2与磁珠FB2连接，所述电容C9、C10、C11的另一端分别接地，所述穿心电容U2的引脚2、4分别接地，所述穿心电容U2的引脚1通过磁珠FB2和电阻R147连接至稳压电源U33的输出端。优选的，所述LC滤波器的具体连接方式如下：电容C344、C342、C341进行串联，且电容C344和C342连接部分接地，所述C344与电感L155并联，所述C342与电感L154并联；其中，信号从LC滤波器电路的C341输入，从LC滤波器电路的C344输出；R259,R260,R261，R244,R245,R246电阻组成的π型匹配调试位。优选的，所述射频放大电路的具体连接方式为：放大器芯片U7的引脚3为射频信号输入端口，与电容C349连接；所述放大器芯片U7的引脚1与电感L5、电容C17连接，所述电容C17的另一端连接电阻R24本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路，其特征在于，包括：有源温补晶振电路、单片机控制电路、低压线性稳压电源电路、频综电路，二分频电路、射频放大电路、LC滤波器电路以及反相器电路；/n其中，所述有源温补晶振电路与频综电路连接，为所述频综电路提供参考时钟信号；所述低压线性稳压电源电路与有源电路模块连接，为有源电路模块提供稳定的直流电压偏置；所述频综电路与频综外围匹配电路连接，产生合适的中频信号；所述的单片机控制电路与频综电路连接，实现频综的配置与锁定状态监测；所述LC滤波器用于清除或抑制电路中无效的频率；所述射频放大电路用于将电路中的信号进行放大处理；所述反相器与射频放大电路连接，所述反相器将电路中的正弦波转换为方波信号；/n所述有源电路模块包括：有源温补晶振电路、频综电路，二分频电路、射频放大电路以及反相器电路；/n所述低压线性稳压电源电路包括：LDO1，LDO2。/n

【技术特征摘要】
1.一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路，其特征在于，包括：有源温补晶振电路、单片机控制电路、低压线性稳压电源电路、频综电路，二分频电路、射频放大电路、LC滤波器电路以及反相器电路；
其中，所述有源温补晶振电路与频综电路连接，为所述频综电路提供参考时钟信号；所述低压线性稳压电源电路与有源电路模块连接，为有源电路模块提供稳定的直流电压偏置；所述频综电路与频综外围匹配电路连接，产生合适的中频信号；所述的单片机控制电路与频综电路连接，实现频综的配置与锁定状态监测；所述LC滤波器用于清除或抑制电路中无效的频率；所述射频放大电路用于将电路中的信号进行放大处理；所述反相器与射频放大电路连接，所述反相器将电路中的正弦波转换为方波信号；
所述有源电路模块包括：有源温补晶振电路、频综电路，二分频电路、射频放大电路以及反相器电路；
所述低压线性稳压电源电路包括：LDO1，LDO2。


2.如权利要求1所述的一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路，其特征在于，所述有源温补晶振电路具体连接为：温补晶振U94的引脚8通过电阻R3分别与电容C2、C3、C4的一端和穿心电容U1的引脚3相连，所述电容C2、C3、C4的另一端分别接地，所述穿心电容U1的引脚2、引脚4分别接地，所述穿心电容U1的引脚1通过磁珠FB1与低压线性稳压电源U141的引脚5输出端的R148一端连接；所述温补晶振U94的引脚5通过电容C293连接电阻R170、R176的一端和电容C294的一端，所述电阻R170和电容C294分别接地，所述电阻R176另一端与电阻R181连接，电阻R181连接单片机芯片的引脚15；所述温补晶振的引脚1、引脚4分别接地，剩余的引脚全部悬空处理；其中，电阻R3为调试位，电阻R170和电容C294为温补晶振的外围匹配，所述电阻R176、R181为预留调试位。


3.如权利要求1所述的一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路，其特征在于，所述低压线性稳压电源电路的具体连接为：低压线性稳压器U141的引脚5连接电容C231、C230的一端，且通过电阻R148连接有源温补晶振电路，电容C231、C230的另一端分别接地；所述低压线性稳压器U141的引脚1与电容C228、C229的一端、穿心电容U95的引脚3以及所述低压线性稳压器U141的引脚3相连接，所述穿心电容U95的引脚2、引脚4分别接地；所述低压线性稳压器U141的引脚2接地，引脚4悬空；
U141的输入端口引脚1通过电容C228,C229,穿心电容U95，磁珠FB21与外部+5V的直流稳压电源模块的输出端连接；
其中，低压线性稳压器U141是一个+5V转3.0V的LDO芯片。


4.如权利要求1所述的一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路，其特征在于，所述频综电路的具体连接方式为：频综芯片的引脚1、2、24为SPI的接口端，分别与退耦电容连接，并连接到单片机控制电路U12的引脚8，10，11；穿心电容U12通过SPI控制线为频综提供控制信号；所述频综芯片的引脚3,6,9,10,16,18,21分别接地；所述频综芯片的引脚19、20为IF频率的调节端；所述频综芯片的引脚22为IF频率信号的输出端，通过电感L145与电容C16连接；所述频综芯片的引脚15为参考时钟输入端；通过电容C295与电阻R9、R10、R11连接，所述R10，R11另一端接地，所述电阻R9的一端连接电阻R11，所述电阻R9另一端连接至时钟参考源的输出端电阻R181的右侧；所述频综芯片的引脚14为使能引脚，通过LC滤波器与直流稳压电源模块U33的输出端连接；所述频综芯片的引脚13为状态输出端口，连接MOS管Q2和LED灯D1，组成频综锁定状态显示电路，用于判断锁相环电路的锁定状态；所述频综芯片的引脚4、5、7、8为射频输出口，所述引脚4和引脚5、引脚7和引脚8分别通过电感连接；所述频综芯片的引脚11是射频输出端口，通过电感L4与电容C12一端连接，所述电容C12的另一端与电阻R5、R6连接，所述电阻R6另一端接地，所述电阻R5的另一端与电阻R7连接；所述频综芯片的引脚17、12、23为供电引脚；其中，所述电阻R5、R6、R7和R9、R10、R11分别组成π型电路，所述π型电路为预留匹配调试位。


5.如权利要求1所述的一种实现大功率宽带正弦波转方波的电路，其特征在于，所述二分频电路的具体连接关系如下：二分频器芯片U8的引脚3通过隔直电容C321连接π型衰减器R199，R200，R201，C16连接频综芯片的输出引脚；R199,R200,R200组成的π型衰减电路是预留的功率调节匹配位,C16是隔直电容；所述二分频器芯片U8的引脚1、2、4分别接地；所述二分频器芯片U8的引脚6为输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙岩，
申请(专利权)人：西安博瑞集信电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61