自跟踪压控滤波器的研究
本文关键词：自跟踪压控滤波器的研究
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【摘要】：自跟踪滤波电路可适用于通讯方面的回波滤除、信号主动均衡、构成无线传输阵列波束,也可用于信号传输过程中消除外部噪声的干扰、进行谱估量等,具有重要的研究意义。本文在阅读了大量国内外自跟踪滤波实现方法的相关文献基础上,发现自跟踪滤波器存在处理速度慢,通带带宽窄,截止频率无法达到自动跟踪等问题。针对这些问题,本文提出了一种滤波频率能跟随输入信号而改变,可应用于宽频,高速信号处理的模拟自跟踪滤波器。研究解决的重点问题是:研究了相关高性能的滤波器设计理论,充分利用了变容二极管的结电容跟随外部添加反向端电压变化的可控优点;研究了线性化网络电路设计的相关措施和方法;研究了使用分频与程控放大电路实现宽通频带频压转换电路的应用理论与方法,解决了目前F/V芯片适应信号频率低、处理速度慢的问题,从而达到了滤波频率跟随输入信号的自动跟踪。论文的主要工作概括如下:(1)详细叙述了自跟踪滤波器的当前研究近况、使用范畴和前景,同时对现阶段模拟自跟踪滤波和数字自跟踪滤波实现方法进行了总体对比。在此基础上提出了利用分频、程控放大电路和高性能VFC320 F/V芯片进行宽频带频压转换,利用变容二极管与电流反馈型运算放大器芯片,实现滤波电路自动跟踪频率高,处理速度快的模拟自跟踪滤波器的设计思路。(2)详细介绍了变容二极管非线性压控特性和线性化网络电路设计理论,同时对比了几种线性化措施的优劣,采用了由对数放大器、乘法器、反对数放大器、反相器和比例运算器构成的幂函数线性化网络电路的方法。(3)设计了输入信号的前置预调理电路,其中包含放大电路和限幅电路。采用电阻元件和电流反馈型运算放大器芯片设计了放大电路;采用高频二极管设计了双向并联限幅网络电路。并对设计的网络电路做了软件的仿真和实际测试。(4)设计了频率跟踪电路,其中包含整形电路、宽频频率电压转换电路、线性化网络电路。采用了高速电压比较运算器MAX9203对输入信号完成整形处理。利用分频和程控放大实现宽频带频压转换电路。频率跟踪电路实现了对输入信号频率自动跟踪,并对设计的电路进行了实验测量。(5)利用电流反馈型运算放大器芯片与变容二极管构成了压控滤波电路,同时对压控滤波电路做了理论分析和ORCAD Capture软件仿真,对其中的某些网络电路做了实际测试。本文设计的模拟信号自动跟踪滤波电路能够完成通频带跟随输入信号的频率自我调整功能,达到了滤波电路输出截止频率的自动跟踪。可以适用于谐波分析、测频等信号检测领域,有着一定的研究意义与应用前景。
【关键词】：自跟踪滤波器 宽频带 变容二极管 线性化网络 F/V电路
【学位授予单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN713
【目录】：
- 摘要4-6
- Abstract6-10
- 第1章 绪论10-15
- 1.1 研究的背景及意义10-11
- 1.2 国内外发展现状11-12
- 1.3 本文的主要研究内容12-13
- 1.4 本文的结构安排13-15
- 第2章 线性化网络相关理论15-19
- 2.1 变容二极管的非线性压控特性15
- 2.2 线性化措施15-18
- 2.2.1 串联形式的线性校正电路15-16
- 2.2.2 调整回路参数16
- 2.2.3 二极管函数发生器16-17
- 2.2.4 电流放大器与乘法器组成等效线性化电路17-18
- 2.3 本章总结18-19
- 第3章 系统总体设计方案及前端电路设计19-35
- 3.1 系统的总体设计方案19-20
- 3.2 信号预调理电路设计20-23
- 3.2.1 放大电路20-22
- 3.2.2 限幅电路22-23
- 3.3 频率跟踪电路设计23-31
- 3.3.1 整形电路23-24
- 3.3.2 宽频F/V电路的设计24-30
- 3.3.3 线性化网络的设计30-31
- 3.4 实验结果31-33
- 3.4.1 放大电路实测结果31
- 3.4.2 整形电路实测结果31-32
- 3.4.3 频压转换电路的实测结果32-33
- 3.4.4 线性化网络电路的实测结果33
- 3.5 本章总结33-35
- 第4章 自跟踪滤波器电路设计35-48
- 4.1 二阶压控滤波电路的设计35-43
- 4.1.1 设计原理35-36
- 4.1.2 二阶低通滤波电路的设计36-38
- 4.1.3 二阶高通滤波电路的设计38-41
- 4.1.4 二阶带通滤波电路的设计41-43
- 4.2 自跟踪滤波器的实现43-44
- 4.3 实验结果44-47
- 4.4 本章总结47-48
- 第5章 总结与展望48-50
- 参考文献50-53
- 附录A 硬件实物图53-54
- 攻读学位期间的研究成果54-55
- 致谢55
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，本文编号：905863
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