CN201887866U

CN201887866U - 一种用于扩展信号电平表频率的电路

Info

Publication number: CN201887866U
Application number: CN2010202420936U
Authority: CN
Inventors: 倪志伟
Original assignee: DELI ELECTRONIC INSTRUMENT Co Ltd TIANJIN CITY
Current assignee: DELI ELECTRONIC INSTRUMENT Co Ltd TIANJIN CITY
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2020-06-30

Abstract

一种用于扩展信号电平表频率的电路，涉及信号电平表，具体地说，是一种用于扩展信号电平表频率的混频电路。包括：射频开关一、频率预选电路、本振电路、混频电路、射频开关四、电视调谐器；电路中射频开关一与射频开关四呈同步对应关系，根据需要由控制软件选择信号通道，信号通道分为直通信道与混频信道；选择后的信号进入电视调谐器。将以前传统的电路进行了高度集成，节省了印制板空间，适应测量仪器小型化的发展，且大大降低了成本和功耗，降低了技术难度系数，易于实现：在占用很少的印制板空间的同时，通过一个简易的混频电路，即可完成对两个频段的变频转换，对手持式测试设备发展有很大的帮助。

Description

一种用于扩展信号电平表频率的电路

技术领域

本发明涉及信号电平表，具体地说，是一种用于扩展信号电平表频率的混频电路。

背景技术

有线电视(CATV)信号电平表是CATV***测试中最基础的测试仪器之一，它主要测量有线电视信号的频率、电平等指标。而为了满足简易、低成本等要求，在电路设计上多采用电视调谐器为核心接收电路的方案。电视调谐器俗称高频头，是电视接收终端中的重要器件，采用超外差式接收方式，将接收信号转换为电视图像与伴音信号。信号电平表再通过中频解调电路将图像与伴音信号转换为直流电平，完成测试要求。

电视调谐器的频率覆盖范围为46MHz～870MHz，此范围在CATV信号中称为下行信号，包含所有的电视频道。然而，用户终端的反向回传频带，频率范围为5MHz～65MHz的上行信号，也是电平信号表必须覆盖的范围。同时，北美的CATV***其频率覆盖范围最高达到1000MHz。所以，为了满足更广阔的市场需求，信号电平表在电路设计上，要完成在电视调谐器频率覆盖范围外的5MHz～46MHz及870MHz～1000MHz两个频段的测量指标要求。

通过两个混频电路分别进行混频，使上述两个频段落在电视调谐器频率覆盖范围内，是电路设计上普遍采取的方法。之前需要两个混频电路完成变频工作。

在国外同类仪器中，也有放弃电视调谐器，自己设计超外差接收机的方案。这种方案的优点是不受外界器件限制，自由设定频率覆盖范围，而且速度快，精度高。但其电路设计复杂，成本高，占用空间大，不利于仪器的小型化发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于扩展信号电平表频率的电路，能够使用一个混频电路满足两个频段的变频需求。

一种用于扩展信号电平表频率的电路，包括：射频开关一、频率预选电路、本振电路、混频电路、射频开关四、电视调谐器；电路中射频开关一与射频开关四呈同步对应关系，根据需要由控制软件选择信号通道，信号通道分为直通信道与混频信道；选择后的信号进入电视调谐器。原理图如图1。

所述的频率预选电路包括：射频开关二、射频开关三、低通滤波器LPF、高通滤波器HPF；通过射频开关一选择需要混频的射频信号进入射频开关二；射频开关二和射频开关三呈同步对应关系，当需要对5MHz～46MHz信号进行混频时，由控制软件选择射频开关2的RF1端口，使信号进入低通滤波器LPF进行滤波，由控制软件选择与之对应的射频开关三的RF1端口，使滤波后的信号送入混频电路；当需要对870MHz～1000MHz信号进行混频时，由控制软件选择射频开关二的RF2端口，使信号进入高通滤波器HPF进行滤波，由控制软件选择与之对应的射频开关3的RF2端口，使滤波后的信号送入混频电路。

低通滤波器LPF容许5MHz～46MHz的信号通过，抑制频率高于46MHz的信号通过；高通滤波器HPF容许870MHz～1000MHz的信号通过，抑制频率低于870MHz的信号通过。原理图如图2。

所述的本振电路由芯片ADF4360-7及***电路组成，为混频电路提供本振信号。

所述的混频电路包括：电路芯片LT5560；输入变压器一、阻抗匹配电路一；阻抗匹配电路二、输出变压器二；如图4，混频电路中：本振信号接电路芯片LT5560的1、8管脚；射频输入信号接输入变压器一，再经过阻抗匹配电路一，接电路芯片LT5560的3、4管脚；混频后的输出信号由电路芯片LT5560的5、6管脚，经过阻抗匹配电路二，再接输出变压器二输出。

所述的本振电路中：由频率合成器芯片ADF4360-7产生本振信号；ADF4360-7的16管脚接TCXO振荡器，由TCXO振荡器提供基准时钟；ADF4360-7芯片由9、10管脚的外置电感构成VCO电路并产生中心频率，再由软件控制使通过芯片ADF4360-7的锁相环电路输出需要的本振频率；芯片ADF4360-7的24管脚输出锁相电压经环路滤波器电路，滤除电压中的高频成分和噪声，由7管脚输入去控制VCO电路的频率，使其锁定在所需的本振频率上；芯片ADF4360-7的4、5管脚为信号输出，通过滤波电路抑制谐波，为混频电路提供本振信号。原理图如图3。

所述的电视调谐器为信号电平表的核心接收器件，采用超外差式接收方式，将输入信号转换为图像、伴音信号。

传统的锁相环电路一般由计数分频器、压控振荡器(VCO)和缓冲器组成，其缺点在于使用器件多、占用空间大、电路复杂度高、可靠性差等等。ADF4360-7是个集成的整数-N合成器和压控振荡器(VCO)芯片，可在350MHz～1800MHz的宽频带输出频率范围内选择本振信号频率。其优点是成本低，功耗低，集成度高，降低了技术难度，节省了印制板空间，适应测量仪器小型化的发展。而宽频带频率合成***也为本振信号的频率选择提供了最大的灵活性。

电路芯片LT5560，是一种双平衡有源混频器，采用高频双极型工艺制造，具有大带宽和非常低的功耗。所有信号端口都可以在从几乎是DC直到4GHz的频率范围内工作，为上变频和下变频应用提供了方便。本电路正是应用此特性，对超出电视调谐器频率覆盖范围的两个频段，即5MHz～65MHz、870MHz～1000MHz分别进行上、下变频。

LT5560芯片的IN、OUT和LO端口都是差分端口，以实现最优性能。输入信号由输入变压器一将单端信号变为差分信号，阻抗匹配电路一根据输入频率进行端口的阻抗匹配，来获得最大增益。针对高频信号在信号通道中有较大差损，电路设计中偏重于对870MHz～1000MHz的频段进行阻抗匹配，使两个变频频段能获得相同的增益。输出信号经阻抗匹配电路二由输出变压器二完成差分信号变为单端信号的转换。电路设计中也是偏重于对混频后的高频信号进行阻抗匹配，以获得较好的增益。

本发明的有益效果是：

1)将以前传统的电路进行了高度集成，节省了印制板空间，适应测量仪器小型化的发展，且大大降低了成本和功耗，降低了技术难度系数，易于实现：

2)LT5560为有源混频芯片，与无源混频芯片比较，有体积小、增益高、本振信号输入幅度小、本振泄露抑制高等优点；

3)本振电路器件少、成本低，电路不需调整，将以前的锁相环电路与压控振荡器都集成到一个芯片内，从而大大降低了成本和调试的故障率，适用于批量生产；

4)在占用很少的印制板空间的同时，通过一个简易的混频电路，即可完成对两个频段的变频转换，对手持式测试设备发展有很大的帮助。

附图说明

图1是本发明的用于扩展信号电平表频率的电路原理图

图2是本发明的电路的频率预选电路的原理图

图3是本发明的电路的本振电路的原理图

图4是本发明的电路的混频电路的原理图

具体实施方式

实施例1

使用本发明的混频电路应用于电视信号电平表中，使其适用于5MHz～1000MHz的信号测量。

如图1、2、3、4：

●5MHz～1000MHz的射频输入信号接射频开关一，射频开关一与射频开关四呈同步对应关系，由控制软件选择信号通道。测量46MHz～870MHz信号时选择直通信道，由电视调谐器转换为图像、伴音信号。

●测量870MHz～1000MHz信号时选择混频信道，信号进入频率预选电路接射频开关二。由控制软件选择射频开关二的RF2端口，使信号进入截止频率为870MHz的高通滤波器(HPF)

进行滤波，由控制软件选择与之对应的射频开关3的RF2端口，使滤波后的信号送入混频电路。

●芯片ADF4360-7的16管脚接10MHz TCXO振荡器，提供基准时钟。ADF4360-7的9、10管脚接10nH外置电感构成VCO电路，产生600MHz中心频率。由软件控制芯片ADF4360-7的锁相环电路输出560MHz本振频率，锁相电压经环路滤波器电路由芯片的24管脚输出，滤除高频成分和噪声后由7管脚输入。ADF4360-7的4、5管脚通过滤波电路抑制560MHz的谐波，为混频电路提供本振信号。

●频率为560MHz的本振信号接芯片LT5560的1、8管脚，为差分输入方式。870MHz～1000MHz信号由变压器转换为差分信号，经过阻抗匹配电路接LT5560的3、4管脚。混频后的290MHz～440MHz输出信号，由芯片LT5560的5、6管脚，经过阻抗匹配电路再由变压器转换为单端信号。

●混频后的290MHz～440MHz信号接射频开关四，由软件控制进入电视调谐器转换为图像、伴音信号。

●测量5MHz～46MHz信号时，在频率预选电路中由软件控制选择低通滤波器，其他电路控制与870MHz～1000MHz信号相同。

Claims

1.一种用于扩展信号电平表频率的电路，其特征在于，包括：射频开关一、频率预选电路、本振电路、混频电路、射频开关四、电视调谐器；电路中射频开关一与射频开关四呈同步对应关系，信号通道分为直通信道与混频信道。

2.如权利要求1所述的用于扩展信号电平表频率的电路，其特征在于，所述的频率预选电路包括：射频开关二、射频开关三、低通滤波器LPF、高通滤波器HPF；通过射频开关一选择需要混频的射频信号进入射频开关二；射频开关二和射频开关三呈同步对应关系，

当需要对5MHz～46MHz信号进行混频时，选择射频开关二的RF1端口，使信号进入低通滤波器LPF进行滤波，选择与之对应的射频开关三的RF1端口，使滤波后的信号送入混频电路；

当需要对870MHz～1000MHz信号进行混频时，选择射频开关二的RF2端口，使信号进入高通滤波器HPF进行滤波，选择与之对应的射频开关三的RF2端口，使滤波后的信号送入混频电路。

3.如权利要求1所述的用于扩展信号电平表频率的电路，其特征在于，所述的本振电路由芯片ADF4360-7及***电路组成，为混频电路提供本振信号。

4.如权利要求1所述的用于扩展信号电平表频率的电路，其特征在于，所述的混频电路包括：电路芯片LT5560；输入变压器一、阻抗匹配电路一；阻抗匹配电路二、输出变压器二；混频电路中：本振信号接电路芯片LT5560的1、8管脚；射频输入信号接输入变压器一，再经过阻抗匹配电路一，接电路芯片LT5560的3、4管脚；混频后的输出信号由电路芯片LT5560的5、6管脚，经过阻抗匹配电路二，再接输出变压器二输出。

5.如权利要求3所述的用于扩展信号电平表频率的电路，其特征在于，所述的本振电路中：由频率合成器芯片ADF4360-7产生本振信号；ADF4360-7的16管脚接TCXO振荡器，由TCXO振荡器提供基准时钟；ADF4360-7芯片由9、10管脚的外置电感构成VCO电路并产生中心频率，通过芯片ADF4360-7的锁相环电路输出需要的本振频率；芯片ADF4360-7的24管脚输出锁相电压经环路滤波器电路，滤除电压中的高频成分和噪声，由7管脚输入去控制VCO电路的频率，使其锁定在所需的本振频率上；芯片ADF4360-7的4、5管脚为信号输出，通过滤波电路抑制谐波，为混频电路提供本振信号。

6.如权利要求1所述的用于扩展信号电平表频率的电路，其特征在于，所述的电视调谐器为信号电平表的核心接收器件，采用超外差式接收方式，将输入信号转换为图像、伴音信号。