专利名称：一种实现宽频信号源的简易装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于微型计算机和通信领域，特别涉及一种在直放站工程 实践中使用的简易宽频信号源的装置.
背景技术：
现有的信号源通常采用普通的频率合成器和压控振荡器的工作原理来 实现，频率合成器在响应单片机后提供所需的信号给后级电路，从而产生 相应的信号输出.由于普通频率合成器和压控振荡器受到频率范围的限制， 带宽只有几十兆赫玆，到几百兆赫玆.在工程实践中虽然可以采用专业信 号源，由于专业信号源本身体积比较大，重量比较重，价格昂贵不宜普及 使用，特别是在工程实践中不宜推广，本实用新型提供的筒易信号源体积 小可手持，重量轻，频率覆盖范围广，特别适合直放站设备工程维护中对 精度和功能要求不高的场合使用。
发明内容
本实用新型的目的就是为了克服在工程实践中携带专业信号源的不方 便和价格昂贵不易普及的缺陷，提供一种实现宽频信号源的简易装置，该
装置具有体积小，重量轻便于携带，成本低廉，频率復盖范围广，可以满 足常见通信制式频段等优点.
本实用新型的技术方案是
一种实现宽频信号源的简易装置，主要由微控制器MCU、频率合成器 芯片TSA5059两片、环路滤波、压控振荡器芯片TDA8060、压控振荡器芯 片TDA5737、升压芯片MAX5028、 ^Jt输入、液晶显示、高精度晶体振荡器、 压控衰减器AV104-12、射频信号放大、射频信号检测、数控衰减、稳压电 源电路组成，各部分的连接信号为串行数据线SDA、串行时钟线SCL、射频 信号RF、射频信号开关控制信号RFOn、射频信号输出RF-OUT、压控衰减 信号ATT、功率检测信号DET、数控衰减数据信号Q0 Q9、读信号LCDRS、 写信号LCDRW、使能信号EN、数据信号D0 D3、 LCDD0~LCDD3，其特征在 于(1)由两组频率合成器、环路滤波、压控振荡器构成两路PLL频率合 成器，MCU与TSA5059的数据通过SDA与SCL相连；(2 )MAX5028给TDA8060 提供偏置;(3 )TDA8060与AV104-12通过RF相连，MCU通过ATT与AV104-12 相连；(4 ) MCU通过DET与射频信号检测相连；(5) MCU通过QO ~ Q9分別 与数控衰减器控制引脚相连，通过对Q0 Q9位设置得到相应衰减值，即可 得到最终的信号RF-OUT; ( 6) MCU通过对RFOn逻辑控制来选择是否打开信 号开关，从而控制信号的有无输出；(7)MCU通过LCDRS、 LCDRW、 EN、 DO-D3、 LCDD0 LCDD3与键盘和液晶相连，作为信号输入和输出。采用上述的实现宽频信号源的简易装置，按以下步骤进行 (1)通过lfcitlt^频率和幅度给MCU， MCU M数据； (2 )MCU通过SDA和SCL对TSA5059频率合成器芯片进行数据的传输， 数据通过TSA5059的17bit NO ~ N16程序分频器，1-bit PE预分标器控制 位，4-Mt R0~R3的参考分频器分频比控制位，4-bit PO - P3输出状 态，2-bit电荷泵电流选择位等进行相应的处理；
(3) TSA5059外部的高精度晶体振荡器接在TSA5059的XTAL引脚作 为参考频率，同时TSA5059的XT/COMP引脚输出分频后的频率给下一片频 率合成器作为参考频率；
(4) TSA5059输出经环路滤波电路后，到达压控振荡器，产生相应的 频率输出；
(5 )压控振荡器产生的频率经过"合成- >压控衰减- >射频放大- > 功率检测->数控衰减->射频开关->信号、幅度输出"和"合成->压控 衰减- >射频放大->3dB电桥- >功率检测-〉MCU-〉压控衰减- >射频放大 -〉3dB电桥-〉数控衰减->射频开关->信号、幅度榆出".
本实用新型的主要特点是采用数字卫星接收机调谐系统设计的频率合 成器和压控振荡器芯片，組成两路PLL频率合成器使其工作频率覆盖 lOOMHz至2200MHz，幅度为-10dBm~ - 60dBm。本实用新型优点在于体积 小，信号覆盖广，使用简单。只需用户根据自己的需要，通过M输入相 应的频率值和幅度值，便可以通过频"^C直观的看到相应的频率和功率值， 在工程中使用极其方便实用，避免了不同频段的信号需要带多个其他单独 使用的窄带简易信号源的现象。
图1为本实用新型实施例的电原理框图. 图2为图1实施例的硬件结构图。
困3为本实用新型实现宽频信号的流程困。
具体实施方式
本实用新型的实施例如图1、困2所示，整机采用手持式便携设计， 实现宽频信号源的简易装置主要由^8t控制器MCU、两片频率合成器芯片 TSA5059、环路滤波、压控振荡器芯片两片分别为TDA8060和TDA5737、升 压芯片MAX5028、 M输入、液晶显示、高精度晶体振荡器、压控衰减器 芯片AV104-12、射频信号放大、射频信号检測、数控衰减、稳压电源以及 外部电源充电电路组成，其中频率合成芯片的数据连接信号通过SDA和SCL 两个信号线连接。整个设计的特征部位由两组PLL频率合成器电路组成， 图1框困中只画出了一组PLL频率合成器，另一组PLL频率合成器中更换 压控振荡芯片为TDA5737详见硬件结构图困2所示，其外围电路稍有变化， 其它电路与TDA8060 —样.下面详细介绍本实用新型简易装置的工作原理 (l)电源供给采用7. 2V镍氪可充电池，外配充电器。机内通过LM2567稳压提供给各级器件使用.DC/DC升压电路使用美信MAX5025将5V提升至 30V，供变^极管的调压变容使用；
(2 ) MCU微控制器通过SDA和SCL把数据传输给TSA5059频率合成芯 片，TSA5059严格按照数据传输协议进行数据处理，然后通过笫16脚输出 一个精确的调整电压，TSA5059芯片16脚外接三极管基极，三极管集电极 连接在30V分压电阻上，16脚输出的电压使三极管两端产生压降，导通三 极管，从而改变输入环路滤波变^极管的反向电压，当在变容二极管负 极加入0V 30V电压时，电容值将在一定的范围内变化，外接电容值的改 变直接影响TDA8060的输出频率；
(3)高频部分采用的电路原理由压控振荡芯片TDA8060与两个变^J1 极管组成。压控振荡器TDA8060的输出频率设计范围为900MHZ~ 2200MHZ. 压控振荡器输出信号分成两路，一#出#路器；另一路送频率合成芯 片供反馈分频比较，频率合成芯片能够通过SDA和SCL信号线接收预置频 率信息而换算出分频^t，射频信号1频率合成芯片后被分频并与基准 晶振的分频进行相位比较，如果不符合900MHZ~2200MHZ范围内预置的要 求，频率合成芯片将通过16脚输出一个精确的调整电压给两个变容二极 管，直到检测的频率符合预置要求；
(4 )低端频率部分的电路原理与900細Z ~ 2200MHZ频率产生电i^基本 相同。不同的是TDA5737外围电路由3个LC电路组成，可以覆盖100MHZ~ 900MHZ的频率范围，不同的频率范围通过MCU进行波^i^择，其波段选择 由A band,对应频率范围80MHZ ~ 210MHZ、 Bband,对应频率范围210MHZ~ 490MHZ、和Cband，对应频率范围49GMHZ ~ 900MHZ组成，控制方式同(3)
中；
(5 )结合上面(3 )和(4 )，频率信号完整的復盖至100MHZ ~ 2200MHZ;
(6)经TDA8060或者TDA5737输出的频率经合路器^ff号合成后，输 出至压控衰减器，对信号进行强度进行衰减，经TDA8060或者TDA5737输 出的信号强度在-26dBm -6dBm之间左右，由压控衰减器衰减后的信号 最小可以达到-50dBm;
(7 )经压控衰减器输出的射频信号RF通过两级宽带放大器将压控振 荡器产生的信号进行放大；宽频放大器，再ii^3dB电桥，再一次对信号 进行衰减，3dB电桥后，以最弱信号计算整个M的增益可达到2dBm，同 时在3dB电桥后设计了测试点，通过频诿仪直观的看到频率的输出；
(8 )3dB电桥后信号ilA射频功率检测芯片，射频功率检測芯片对DET 检测后的电压值返回MCU, MCU根据射频功率检测所得电压值判断信号的幅 度值再通过对ATT压控衰减器的检测，若通过3dB电桥电压反映的幅度信息不是2dBm，则MCU通过ATT输出电压经压控袭减器微调，直到幅度为 2dBm。由于放大器对不同频率的响应不同会导致输出幅度不同进而影响输 出检测电压，在压控衰减器控制中加入了偏移量控制输出.
参见困3.本实用新型实现宽频信号的流程如困3所示。
(1) 整机妙设置为16个按鍵，其中数字键0、 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9，设置频率Freqln和单位MHz，设置幅度Amplitude值和单位dBm， 射频开关MSwitch，当前频率下幅座:校准值设置菜单页面调出、可输入 偏移量、或再次按下表负号Menu，幅度增加"+ "，幅度减小"-";
(2) M输入频率值，MCU^数据，通过液晶显示频率值，MCU得 到输入频率后，进行相应的数据处理后，判断频率范围属于那个PLL频率 合成器通道，然后选择相应的PLL频率合成器，得到相应得频率输出。困 中得PLL l通道是由频率合成芯片TSA5059，环路滤波，压控振荡器TDA5737 组成；PLL 2是由频率合成芯片TSA5059，环路滤波，压控振荡器TDA8060 组成；
(3) ^J:输入幅度值，MCUM数据，通过液晶显示幅度值的大小， 当MCU检测到信号幅度的输入值，MCU依据3dB电桥后级输出功率检测使 用出厂的校准信息来反馈控制压控衰减器，最务使3dB电桥后级输出功率 稳定控制设定的范围内，幅度信息送给两级数控衰减器处理后输出i殳置的 幅度；
(4 )在不同频段的幅度校准信息也会记忆在MCU中作为对两级数控衰 减器的微调。 一般需在100MHZ频宽时校准输出功率。这样，二次校准功率
使整机的信号幅度输出准确度得到保证；
(5 )MCU不断扫描^Jt输入，响应>^#作，当频率异常时显示PLL ERR， 幅度异常时显示Amp ERR;
(6 )框图中VAP代表DET检测所得电压转变为相应幅度，通过判断输 入的幅度与VAP的关系进行反，整；
(7 ) MCU通过DET与功率检测芯片的输出相连，主要是为了检测功率 检测芯片在3dB电桥后的功率检测转换成电压值，然后根据电压值的大小 来通过MCU与AV104-12的连接信号ATT来调整压控衰减器的电压值实现闭 环反馈。
权利要求1、一种实现宽频信号源的简易装置，主要由微控制器MCU、频率合成器芯片TSA5059两片、环路滤波、压控振荡器芯片TDA8060、压控振荡器芯片TDA5737、升压芯片MAX5028、高精度晶体振荡器、压控衰减AV104-12、射频信号放大、射频信号检测、数控衰减、稳压电源电路组成，各部分的连接信号为串行数据线SDA、串行时钟线SCL、射频信号RF、射频信号开关控制信号RFOn、射频信号输出RF_OUT、压控衰减信号ATT、功率检测信号DET、数控衰减数据信号Q0～Q9、读信号LCDRS、写信号LCDRW、使能信号EN、数据信号D0～D3、LCDD0～LCDD3，其特征在于①、由两组频率合成器、环路滤波、压控振荡器构成两路PLL频率合成器，MCU与TSA5059的数据通过SDA与SCL相连；②、MAX5028给TDA8060提供偏置；③、TDA8060与AV104-12通过RF相连，MCU通过ATT与AV104-12相连；④、MCU通过DET与功率检测信号相连；⑤、MCU通过Q0～Q9分别与数控衰减器控制引脚相连，通过对Q0～Q9位设置得到相应衰减值，即可得到最终的信号RF_OUT；⑥、MCU通过对RFOn逻辑控制来选择是否打开信号开关，从而控制信号的有无输出；⑦、MCU通过LCDRS、LCDRW、EN、D0～D3、LCDD0～LCDD3与键盘和液晶相连，作为信号输入和输出。
专利摘要一种实现宽频信号源的简易装置，主要由微控制器MCU、频率合成器芯片TSA5059两片、环路滤波、压控振荡器芯片TDA8060、压控振荡器芯片TDA5737、升压芯片MAX5028、键盘输入、液晶显示、高精度晶体振荡器、压控衰减器AV104-12、射频信号放大、射频信号检测、数控衰减、稳压电源电路组成，其特征在于(1)由两组频率合成器、环路滤波、压控振荡器构成两路PLL频率合成器，MCU与TSA5059的数据通过SDA与SCL相连；两路PLL频率合成器把频率信号覆盖至100MHz～2200MHz，从而达到信号覆盖完整。(2)两级宽带放大器将压控振荡器产生的信号进行放大。
文档编号H04B17/00GK201130943SQ200720088388
公开日2008年10月8日 申请日期2007年11月22日 优先权日2007年11月22日
发明者孙红梅, 李华军 申请人:武汉虹信通信技术有限责任公司