一种单片机控制６４位步进扫描机械选频调谐电路制造技术

一种单片机控制的６４位步进扫描机械选频调谐电路，以紧套在干簧管上的分段电磁线圈和磁屏蔽外罩构成同轴线型电磁开关为基本切换单元；以含偏置电阻及反峰抑制二极管的继电器电感负载驱动电路为电磁线圈基本导通控制单元，控制输入端接单片机步进扫描控制电压产生单元的高速移位寄存器的移位输出端；单片机和高速移位寄存器作为步进扫描控制电压产生单元，单片机可以接受来自中心计算机输出的外同步信号控制，以实现同步扫描；也可以在没有外同步信号时通过机内直流偏置而自动扫描。采用纵横制切换原理，通过对１６个电感４个电容的切换实现６４个不同调谐频率的调谐回路的同步步进扫描切换。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于通信接收领域，具体涉及一种单片机控制64位步进扫描机械选频调谐电路。
技术介绍
在通信接收设备及广播接收设备中，特别在外差接收设备中，为了抑制邻频干 扰和镜频干扰，输入频率预选电路或输入调谐回路几乎是必不可少的。在中波广播频段 (535 1605KHZ)以上，这是很简单的事情民用接收设备如收音机等通常使用可变调谐电 容(空气绝缘的或薄膜绝缘的)，通信接收设备或者用空气绝缘可变调谐电容器手动调谐 或者用马达与齿轮电动调谐或者用变容二极管电子调谐。但是到了长波尤其是IOOKHz以 下的超长波段，由于变容管及空气绝缘可变调谐电容器容量或Q值的限制，输入频率预选 或输入调谐就很困难了。特别对于工作频带下限达到IOKHz甚至更低的低频外差扫频频 谱仪来说，一个具有较高Q值、能够跟随扫频本振的频率变化相应调谐、调谐频率范围宽达 2 3个十倍频程的调谐电路是很难的事，除非采用多个超突变结变容二极管并联，但其Q 值不能做得很高。采用马达带动多挡开关切換电容的办法则挡位有限、反应速度慢跟不上 扫描速度且有磨损。
技术实现思路
本技术针对上述现有技术的不足，提供一种单片机控制64位步进扫描机械 选频调谐电路，其特征是设有包括以紧套在干簧管上的圆柱型分段电磁线圈和圆管形磁屏蔽外罩构成同轴线型电 磁开关为基本切换单元，其中，干簧管内芯视为同轴传输线之内芯，外套的圆柱型分段电磁 线圈及圆管形磁屏蔽外罩视为同轴传输线的外导体；电磁线圈引出线的一端接+5V电源， 另一端接到电磁线圈基本导通控制单元的输出端；以含偏置电阻及反峰抑制二极管的继电器电感负载驱动集成电路为电磁线圈基 本导通控制单元，其控制输入端接单片机步进扫描控制电压产生单元的高速CMOS移位寄 存器的移位输出端；采用由中心计算机控制的CMOS单片机和高速CMOS移位寄存器作为步进扫描控制 电压产生单元，由单片机接受来自中心计算机输出的外同步信号控制实现同步扫描以及在 没有外同步信号时通过机内直流偏置而自动扫描；采用纵横制切换原理实现纵16横4的共64位步进切换电路，通过对16个电感4 个电容的切换实现64个不同调谐频率的调谐回路的同步步进扫描切换。16个电感由分段绕制在两根紧密胶合的锰锌铁氧体磁棒上的16个线圈构成；4个 电容均采用高频独石陶瓷电容，4个电容与16个电感依次通过纵16横4共20个同轴型切 換单元联通而构成64个不同调谐频率的调谐回路，同时，分段绕制在两根紧密胶合的锰锌 铁氧体磁棒上的16个线圈又构成铁氧体天线的接收回路，从而实现对64个不同频率的外来空间信号的选择性接收及定方向性接收。本技术的优点及有益效果1、将5 ΙΟΟΟΚΗζ工作频段分为64段相互衔接的调谐频段，每段的中心频率以1.086的倍率依次递增，如此每段的相对带宽均为约士4.2%，要求调谐回路的等效Q值为 12 13。由于采用了 tgo彡IX 10_3的高频独石陶瓷电容作为回路电容，而切換开关的插 损< 0. ldb，故回路等效Q值基本上取决于回路电感以及第一级电路的等效输入电阻。2、为减少切換开关数量，采用纵横制切换原理实现纵16横4的共64位步进切换 电路，纵向16个开关切換16个电感，横向4个开关切換4个电容，若全频段扫描时间为 2. 048S,则每个电感切換开关的切換时间自0到15依次为128ms，每个电容切換开关的切換 时间自0到3依次为32ms。3、为了简化电路、提高性能，我们采用了 ON半导体器器件公司的微型封装单路继 电器电感负载驱动集成电路MDC3105作为切換开关驱动。4、3105的步进扫描驱动由AT89C2051单片机Pl. 5-1. 7 口通过两片8位高速CMOS 移位寄存器产生16纵向驱动数字信号，由2051的Pl. 1-1.4 口经上拉电阻产生4横向驱动 数字信号。由2051的P3. 7 口接受来自中心计算机输出的外同步信号控制，以实现同步扫 描。5、16段线圈全部采用分段塑料骨架分段绕制在由2根20cm长的MX-400锰锌铁氧 体磁棒上，两根铁氧体磁棒端面以薄层环氧树脂胶合，整体磁导率下降不多仍接近400，却 很大程度上提升了天线的方向性，特别是中波段的方向性。附图说明图1是三种现有调谐电路图；图2是同轴式超小型干簧管切換开关的结构及其等效电路示意图；图3是带偏置电阻及反峰抑制二极管的继电器电感负载驱动集成电路MDC3105的 内部电路图；图4是由AT89C2051单片机和两片74HC595高速CMOS移位寄存器构成的纵横制 16X4位步进扫描控制脉冲信号产生电路图；图5是2051单片机程序方框示意图；图6是本技术完整电原理图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本专利技术的工作原理及工作过程作进一步说明。本技术采用自制的由超小型干簧管、电磁线圈、园形磁屏蔽套管构成的快速 响应电磁开关为基本切换单元，将超小型干簧管内芯视为同轴传输线的内芯、将外套的电 磁线圈及园管形磁屏蔽外罩作为同轴传输线的外导体来设计，以减少频率较高时的传输损 耗。如此设计实测可得IOMHz下0. Idb插损，最短切換时间达2ms。;采用带偏置电阻及反峰 抑制二极管的继电器电感负载驱动集成电路为基本导通控制单元；采用可接受中心计算机 输出外同步信号控制的51系列单片机作为步进扫描控制电压产生单元；采用纵横制切换 原理实现纵16横4的共64位步进切换电路，通过对16个电感4个电容的切换实现64个调谐频率的同步步进扫描切换；16个电感由分段绕制在2X20cm铁氧体磁棒上的线圈抽头 构成；4个电容均采用高频独石陶瓷电容；以上部分即构成了可用于5 lOOOKHz低频外差 扫频式频谱仪的可外同步的单片机控制64位步进扫描输入预选调谐电路。图1是三种经典调谐电路的示意图。图1A为可变电容器调谐电路的示意图、图1B 为变容二极管调谐电路的示意图、图1C为切换电感调谐电路的示意图，它们都不太适合于 超长波段的调谐。图2A是我们自行设计制造的同轴式超小型干簧管切換开关的结构及其等效电路 示意图。1为干簧管，采用日本OKI公司0RD-219型微型干簧管，其管径为02X12 ；2为 以电工纯铁棒车制的全封闭磁屏蔽外罩杯，其外径为①13 X 15，其内径为①12 X 14 ;3为 用0 0.05的高強度漆包线分4段绕制的电磁线圈，分段绕制可减小其分布电容及寄生电 感，以改善其高频响应，同时与其外面的磁屏蔽电工纯铁管一起构成类同轴电缆的外导体； 4为用低介质损耗材料车制的分为4段的线圈管座架，其外径为011X13，其内径为中空 0 2. 3 X 13，恰好可容下管径为0 2的微型干簧管；5为电工纯铁管罩杯两端0 2. 3开孔中 填充的中空聚乙烯环(0 2. 3X2)，中心开有0. 6的通孔以使0RD-219型微型干簧管两端外 引线通过该孔穿出；6为干簧管双端外引线，直径约为0 0. 5X16，它构成了类同轴电缆的 内导体。这样整个超小型干簧管切換开关就成了一段阻抗近似50 Q的同轴电缆(图2B)， 图2A的6等效于图2B的8，图2A的4、5及1的玻璃外壁共同等效于图2B的7，图2A的2、 3共同等效于图2B的9，从而减小了这种同轴式超小型干簧管切換开关的高频损耗及驻波 反射而可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单片机控制的６４位步进扫描机械选频调谐电路，其特征是设有包括：　　以紧套在干簧管上的圆柱型分段电磁线圈和圆管形磁屏蔽外罩构成同轴线型电磁开关为基本切换单元，其中，干簧管内芯视为同轴传输线之内芯，外套的圆柱型分段电磁线圈及圆管形磁屏蔽外罩视为同轴传输线的外导体；电磁线圈引出线的一端接＋５Ｖ电源，另一端接到电磁线圈基本导通控制单元的输出端；　　以含偏置电阻及反峰抑制二极管的继电器电感负载驱动集成电路为电磁线圈基本导通控制单元，其控制输入端接单片机步进扫描控制电压产生单元的高速ＣＭＯＳ移位寄存器的移位输出端；　　采用由中心计算机控制的ＣＭＯＳ单片机和高速ＣＭＯＳ移位寄存器作为步进扫描控制电压产生单元，由单片机接受来自中心计算机输出的外同步信号控制实现同步扫描以及在没有外同步信号时通过机内直流偏置而自动扫描；采用纵横制切换原理实现纵１６横４的共６４位步进切换电路，通过对１６个电感４个电容的切换实现６４个不同调谐频率的调谐回路的同步步进扫描切换。

【技术特征摘要】
一种单片机控制的64位步进扫描机械选频调谐电路，其特征是设有包括以紧套在干簧管上的圆柱型分段电磁线圈和圆管形磁屏蔽外罩构成同轴线型电磁开关为基本切换单元，其中，干簧管内芯视为同轴传输线之内芯，外套的圆柱型分段电磁线圈及圆管形磁屏蔽外罩视为同轴传输线的外导体；电磁线圈引出线的一端接+5V电源，另一端接到电磁线圈基本导通控制单元的输出端；以含偏置电阻及反峰抑制二极管的继电器电感负载驱动集成电路为电磁线圈基本导通控制单元，其控制输入端接单片机步进扫描控制电压产生单元的高速CMOS移位寄存器的移位输出端；采用由中心计算机控制的CMOS单片机和高速CMOS移位寄存器作为步进扫描控制电压产生单元，由单片机接受来自中心计算机输出的外同步信号控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁亮，黄福泉，沈劲松，倪玉安，牛锋，柏发松，
申请(专利权)人：淮南矿业集团有限责任公司，南京紫淮矿用电子高科技有限公司，煤矿瓦斯治理国家工程研究中心，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]