频谱分析仪中YTO控制模块设计与实现

发布时间：2017-08-28 22:08

  本文关键词：频谱分析仪中YTO控制模块设计与实现

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【摘要】：频谱分析仪中射频前端的本地振荡模块是整机的关键控制部分,它对于频谱分析仪的性能的优劣起到决定性作用。因此,对于本振控制模块的研究与设计有着重要的价值。YTO(YIG调谐振荡器),是以YIG铁氧体小球作为谐振源的微波振荡器。与压控振荡器(VCO)对比,它的调谐频带宽。除此之外,因为YIG振荡器具有很高的品质因数值,它的相位噪声性能优异。由于存在线性度好、调谐范围宽、供电简单等优点,它被作为本地振荡器广泛应用各种领域中,在电子对抗方面、仪表比如频谱分析仪和抗干扰接收机。但是YTO激磁线圈本身的磁滞和涡流特性,使得YTO存在一定的磁滞效应,这会对频谱分析仪的精度和测量速度造成影响。因此需要研究设计控制模块将这些影响降到最小。本文在传统YTO控制模块的技术基础上,主要研究实现了频率快速切换模块和本振扫描补偿模块,以实现论文的总体设计目标,使得频谱分析仪的使用更准确,更灵活。论文的主要研究内容如下:第一,研究实现了YTO频率快速切换模块,首先分析了YTO调谐端滤波电容端对频率切换的影响,通过开关控制电路解决滤波电容的影响。随后分析了YTO调谐端等效电感的影响,通过建模和对模型的仿真得到解决方案,最终实现频率快速切换的目标并给出了测试过程和结果分析;第二,设计了YTO本振扫描补偿模块,首先利用频率源输入信号获取了大量的频率偏差数据。按照这些偏差数据得到相关的影响参数,在分析了之前方法的缺点之后并最终给出了整体补偿算法,在补偿之后,预置的频点都在锁相环锁定范围之内。本文最终设计实现了YTO本振控制模块的设计指标。首先对于频率快速切换模块而言,根据切换频段的不同,切换时间都达到了要求。其次,完成了YTO扫描补偿模块,当扫描范围为1GHz时,扫描时间可达10ms,并且使得频率偏差都在锁相环的锁定范围内。
【关键词】：本振 锁相环 YTO电路 快速切换 扫描补偿
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN752;TM935.21
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 相关技术研究现状10-12
• 1.2.1 国外研究现状11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.3 研究内容和目录安排12-14
• 第二章 YTO本振控制理论14-25
• 2.1 频谱分析仪的发展14-16
• 2.1.1 传统频谱分析仪14
• 2.1.2 现代频谱分析仪14-16
• 2.2 频谱分析仪扫描本振的发展16-19
• 2.2.1 频谱分析仪扫描本振相关参数16-17
• 2.2.2 扫频本振的发展过程17-19
• 2.3 YTO锁相环扫频本振19-24
• 2.3.1 YTO工作特性分析19-20
• 2.3.2 YTO锁相环电路基本原理20-23
• 2.3.3 YTO锁相环扫频工作原理23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 YTO控制模块实现目标与方案设计25-35
• 3.1 YTO控制模块设计目标25
• 3.2 YTO控制模块方案设计25-29
• 3.2.1 频谱分析仪工作模式26-27
• 3.2.2 YTO本振中FPGA工作状态27-28
• 3.2.3 YTO驱动电路工作原理28-29
• 3.3 YTO本振频率快速切换的方案设计29-32
• 3.4 YTO本振扫描补偿模块的方案设计32-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第四章 YTO本振频率快速切换控制模块设计35-59
• 4.1 YTO本振频率快速切换模块研究背景35-36
• 4.2 YTO滤波电容的影响解决方案36-40
• 4.2.1 滤波电容的影响36-38
• 4.2.2 控制电路解决滤波电容的方案38
• 4.2.3 控制电路解决滤波电容的电路设计与测试38-40
• 4.3 YTO调谐线圈影响分析40-42
• 4.4 YTO调谐线圈影响解决方案的研究42-49
• 4.5 列表式扫描控制与研究49-54
• 4.6 测试结果分析和测试平台展示54-58
• 4.7 本章小结58-59
• 第五章 YTO本振扫描补偿模块设计59-75
• 5.1 YTO本振扫描补偿原理分析和方案设计59-60
• 5.2 YTO本振扫描频率偏差分析60-64
• 5.3 YTO本振扫描频率偏差补偿研究64-69
• 5.3.1 频率偏差与扫描参数关系的研究65-66
• 5.3.2 偏差数据线性补偿的研究66-69
• 5.4 预扫描方案的研究69-72
• 5.4.1 预扫描频率范围的研究69-70
• 5.4.2 预扫描方案中断同步的实现70-72
• 5.5 计数时钟的实现72-73
• 5.6 测试平台展示与测试结果分析73-74
• 5.6.1 测试平台展示73-74
• 5.6.2 测试结果及结果分析74
• 5.7 本章小结74-75
• 第六章 总结与展望75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-79

【参考文献】

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本文编号：749728