一种宽温应用且频率稳定可控的近正弦载波发生器制造技术

本发明专利技术涉及一种宽温应用且频率稳定可控的近正弦载波发生器，包括PWM发生电路和与其连接的带通滤波器，PWM发生电路由宽温单片机结合内部结构和C语言或汇编语言编程实现，带通滤波器采用标准压控电压源二阶带通滤波电路。具有PWM输出功能的宽温单片机内部结构包括占空因素寄存器1，缓冲器2，比较器3，定时器4，比较器5，周期寄存器6，RS触发器7，输出控制器8。带通滤波器包括低通滤波器电阻R1和电容C1；高通滤波器电容C2和电阻R2；反馈电阻R3，同相比例运算电路电阻Rx和电阻Rf，运算放大器N1。本发明专利技术的近正弦载波发生器能够宽温应用，且频率稳定可控产生的近正弦波能够成为数字调制系统中的受调载波。

【技术实现步骤摘要】
一种宽温应用且频率稳定可控的近正弦载波发生器
本专利技术属于通信
，涉及一种载波发生器，具体涉及一种宽温应用且频率稳定可控的近正弦载波发生器。
技术介绍
在大多数数字通信系统中，都选择正弦信号作为载波。这是因为正弦信号形式简单，便于产生及接收。通常，作为载波的正弦信号都采用波形发生器产生。但是，对于高温应用环境(比如125℃)来说，目前没有能满足要求的纯硬件正弦发生器，而只有可编程波形发生器，这种器件虽然功能强大，但都需要与微处理器配合，且控制接口关系复杂，实现成本较高。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供一种能够宽温应用，且频率稳定可控的近正弦载波发生器。原理上讲，在数字调制系统中受调载波的波形可以是任意的，只要已调信号适合于信道传输就可以了。当选择正弦信号作为载波时，其失真度参数并没有特别的要求。因此，近正弦信号在数字调制系统中能够成为受调载波。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种宽温应用且频率稳定可控的近正弦载波发生器，包括PWM发生电路和与其连接的带通滤波器，所述PWM发生电路由宽温单片机结合内部结构通过编程实现，所述带通滤波器采用压控电压源二阶带通滤波电路。进一步地，具有PWM输出功能的宽温单片机内部结构包括：占空因素寄存器1，缓冲器2，比较器3，定时器4，比较器5，周期寄存器6，RS触发器7，输出控制器8。采用的编程语言是C语言或汇编语言。进一步地，PWM波形有两个重要参数，周期和占空因素，所述宽温单片机内部结构中：缓冲器2从占空因素寄存器1中取出占空因素数据，与定时器4计数相比较，当二者相等时，比较器3输出复位信号到RS触发器R端；周期寄存器的周期数据，与定时器4计数比较，当二者相等时，比较器5输出置位信号到RS触发器S端；RS触发器根据R、S端的输入信号输出相应的PWM信号进入输出控制器8；输出控制器8再根据相应的指令确定是否输出PWM波形。进一步地，所述带通滤波器包括低通滤波器电阻R1和电容C1，高通滤波器电容C2和电阻R2，反馈电阻R3，同相比例运算电路电阻Rx和电阻Rf，运算放大器N1。进一步地，在所述带通滤波器的压控电压源二阶带通滤波器中，取C1＝C2＝C，Af＝1+Rf/Rx，其传递函数为：其中s为复变量，设定R1＝R2＝R，R3＝2R，其传递函数简化为令中心频率得到下限截止频率上限截止频率因此，通频带fbw＝fp2-fp1＝(3-Af)f0，通带放大倍数其中Q是品质因素，一种采用上述近正弦载波发生器生成近正弦载波的方法，其步骤包括：1)通过PWM发生电路输出PWM波形，所述PWM发生电路由宽温单片机结合内部结构通过编程实现；2)输出的PWM波形经过压控电压源二阶带通滤波电路，转换成中心频率f0不变，在通频带fbw内有一定频率叠加且正负电压对称的近正弦波。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果如下：对于高温应用环境(如125℃)，目前没有能满足要求的纯硬件正弦发生器，而只有可编程波形发生器，需要与微处理器配合，且控制接口关系复杂，实现成本较高。本专利技术的近正弦载波发生器电路实现简单，频率稳定可控，成本低廉，所产生的近正弦信号完全能够成为数字调制系统中的受调载波，应用广泛。附图说明图1是本专利技术的宽温应用且频率稳定可控的近正弦发生器电路的原理图。图2是单片机输出PWM波形与带通滤波器输出近正弦载波波形示意图。具体实施方式下面通过具体实施例和附图，对本专利技术做进一步说明。本实施例提供的一种能够宽温应用，且频率稳定可控的近正弦发生器电路，其原理图如图1所示。具体实施方式为PWM发生电路和一级带通滤波器相结合。PWM发生电路由宽温单片机结合内部结构和C语言编程实现，带通滤波器采用标准压控电压源二阶带通滤波电路。如图1所示，具有PWM输出功能的宽温单片机内部结构包括占空因素寄存器1，缓冲器2，比较器3，定时器4，比较器5，周期寄存器6，RS触发器7，输出控制器8。缓冲器2从占空因素寄存器1中取出占空因素数据，与定时器4计数相比较，当二者相等时，比较器3输出复位信号到RS触发器R端；周期寄存器的周期数据，与定时器4计数比较，当二者相等时，比较器5输出置位信号到RS触发器S端；RS触发器根据R、S端的输入信号输出相应的PWM信号进入输出控制器8；输出控制器8再根据相应的指令确定是否输出PWM波形。如图1所示，带通滤波器包括低通滤波器电阻R1和电容C1；高通滤波器电容C2和电阻R2；反馈电阻R3，同相比例运算电路电阻Rx和电阻Rf，运算放大器N1。参见图1宽温单片机PWM输出部分，C语言编程要完成如下几步：(1)写周期寄存器6以设定PWM周期；(2)写占空因素寄存器1以设定PWM占空因数0.5；(3)通过配置输出控制器8以设定PWM引脚为输出状态；(4)配置定时器的前分频值，并通过向定时器控制寄存器写入来使能相应的定时器；(5)设定相应模块工作在PWM方式。参见图1带通滤波器部分，取C1＝C2＝C，Af＝1+Rf/Rx，其传递函数为：其中s为复变量，设定R1＝R2＝R，R3＝2R，其传递函数简化为令中心频率得到下限截止频率上限截止频率因此，通频带fbw＝fp2-fp1＝(3-Af)f0，通带放大倍数其中Q是品质因素，在设定以上参数时，必须注意以下几个问题：1)运算放大器的正Vdd、负电源Vss的值在一定裕度内必须对称，即|Vdd|＝|Vss|；2)运算放大器的转换速率必须大于2倍频率与正负电源模和值的乘积，即3)通带放大倍数Ap与PWM幅值UPWM乘积必须小于等于运算放大器能够输出的正电压Vxx和负电压Vyy模的和值，即Ap·UPWM≤(Vxx+|Vyy|)；4)结合2)、3)的参数，设置尽可能大的品质因素Q。其中，步骤1)～步骤3)是必须要满足的条件，步骤4)是优选措施。参见图2，通过以上实施方法，单片机引脚输出具有固定频率f0，占空比为50％，幅度为0～Upwm的方波经过压控电压源二阶带通滤波电路后，转换成中心频率f0不变，在通频带fbw内，有一定频率叠加且正负电压对称的近正弦波，能够成为数字调制系统中的受调载波。以上实施例仅用以说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽温应用且频率稳定可控的近正弦载波发生器，其特征在于，包括PWM发生电路和与其连接的带通滤波器，所述PWM发生电路由宽温单片机结合内部结构通过编程实现，所述带通滤波器采用压控电压源二阶带通滤波电路。

【技术特征摘要】
1.一种宽温应用且频率稳定可控的近正弦载波发生器，其特征在于，包括PWM发生电路和与其连接的带通滤波器，所述PWM发生电路由宽温单片机结合内部结构通过编程实现，所述带通滤波器采用压控电压源二阶带通滤波电路；所述宽温单片机内部结构包括：占空因素寄存器(1)，缓冲器(2)，比较器(3)，定时器(4)，比较器(5)，周期寄存器(6)，RS触发器(7)，输出控制器(8)；缓冲器(2)从占空因素寄存器(1)中取出占空因素数据，与定时器(4)计数相比较，当二者相等时，比较器(3)输出复位信号到RS触发器R端；周期寄存器的周期数据，与定时器(4)计数比较，当二者相等时，比较器(5)输出置位信号到RS触发器S端；RS触发器根据R、S端的输入信号输出相应的PWM信号进入输出控制器(8)；输出控制器(8)再根据相应的指令确定是否输出PWM波形。2.如权利要求1所述的近正弦载波发生器，其特征在于：所述宽温单片机采用的编程语言是C语言或汇编语言。3.如权利要求1所述的近正弦载波发生器，其特征在于：所述带通滤波器包括低通滤波器电阻R1和电容C1，高通滤波器电容C2和电阻R2，反馈电阻R3，同相比例运算电路电阻Rx和电阻Rf，运算放大器N1。4.如权利要求3所述的近正弦载波发生器，其特征在于：所述带通滤波器的压控电压源二阶带通滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：余莉，张秋月，孔祥苓，张鹏飞，刘松，张宏，
申请(专利权)人：航天科工惯性技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11