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(开源)数字式频率合成器电路及PCB设计与源代码-电路方案

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简介:
本项目提供一个开源的数字式频率合成器设计方案,包括详细的电路原理图、PCB布局文件以及相关软件源代码,适用于无线电通信设备中高精度频率信号产生。 直接数字频率合成(DDS)是一种近年来发展起来的新型频率合成技术,在接收机本振、信号发生器、通信系统以及雷达系统等领域得到了广泛应用。例如泰克公司的AFG2021信号发生器就采用了这一技术。作为一种能够根据用户需求产生特定波形的装置,DDS因其优良的重复性和实时性逐渐取代了传统的函数发生器,如Tektronix/泰克 AFG3021C任意波形/函数信号发生器中也应用了DDS。 直接数字频率合成的工作原理是采用数字化技术通过控制相位变化速度来产生不同频率和形状的信号。其主要组成部分包括相位累加器、正弦ROM表、D/A转换器以及低通滤波器等,构成了一套完整的DDS系统结构。 本设计中DDS AD9856的应用是国内首创案例,并且从原理图到PCB再到源代码均经过验证;此外还提供了一个典型的使用CPLD进行高速数据采集的学习板(采用的是40MSPS的ADS825 ADC)以及一个基于MSP430F149微控制器的学习板。这些设计还包括了高速ADC与DDS联合应用的实际案例。 在AD9856控制方面,已经能够生成正交上变频信号,并提供了一套示例程序用于产生相位差可调的2PSK信号(使用EPM240)。尽管更高阶的QPSK、256QAM等信号因为缺少矢量信号分析仪而未进行测试,但如果有相应设备的话可以尝试验证。

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  • PCB-
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    本项目提供一个开源的数字式频率合成器设计方案,包括详细的电路原理图、PCB布局文件以及相关软件源代码,适用于无线电通信设备中高精度频率信号产生。 直接数字频率合成(DDS)是一种近年来发展起来的新型频率合成技术,在接收机本振、信号发生器、通信系统以及雷达系统等领域得到了广泛应用。例如泰克公司的AFG2021信号发生器就采用了这一技术。作为一种能够根据用户需求产生特定波形的装置,DDS因其优良的重复性和实时性逐渐取代了传统的函数发生器,如Tektronix/泰克 AFG3021C任意波形/函数信号发生器中也应用了DDS。 直接数字频率合成的工作原理是采用数字化技术通过控制相位变化速度来产生不同频率和形状的信号。其主要组成部分包括相位累加器、正弦ROM表、D/A转换器以及低通滤波器等,构成了一套完整的DDS系统结构。 本设计中DDS AD9856的应用是国内首创案例,并且从原理图到PCB再到源代码均经过验证;此外还提供了一个典型的使用CPLD进行高速数据采集的学习板(采用的是40MSPS的ADS825 ADC)以及一个基于MSP430F149微控制器的学习板。这些设计还包括了高速ADC与DDS联合应用的实际案例。 在AD9856控制方面,已经能够生成正交上变频信号,并提供了一套示例程序用于产生相位差可调的2PSK信号(使用EPM240)。尽管更高阶的QPSK、256QAM等信号因为缺少矢量信号分析仪而未进行测试,但如果有相应设备的话可以尝试验证。
  • 便携D类功放大/扬声PCB文件-
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    本项目提供了一套完整的便携式数字音频D类功放与扬声器电路设计,包括详细的电路图和PCB源文件。适合音响爱好者和技术开发者进行学习、研究和产品开发使用。 数字音频功率放大器概述:通常设计的音频功率放大器采用AB-类或B类拓扑结构。这里介绍一种更简洁高效的D类设计方案,仅需6伏电源即可运行,可通过四节AA电池轻松供电。这种高效的设计可以显著提高扬声器的表现效果。 该数字音频功率放大器并非传统意义上的模拟放大器,而是运用脉冲宽度调制(PWM)技术的“数字”版本。其电路设计极其简单,并能提供独特的音质体验,声音如同经典的“管状音响”。 在完整的放大器电路中可以看到,PWM放大器并不复杂。输入信号通过一个操作放大器IC1处理作为比较器使用,随后进入一系列并行施密特触发器以确保波形为方形且有足够的驱动电流供应给输出级。最后这部分由两个快速晶体管(BD)137/138来完成。 整个电路的工作原理是振荡产生方波信号,并通过上述设计实现高效音频放大功能。
  • 转换参考-
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    本设计提供了一种高效的环路频率合成器解决方案,适用于多种通信设备。通过优化参考时钟的选择与配置,确保了信号的稳定性和低相位噪声,是进行无线通讯产品研发的重要参考资料。 本设计提供了一个低相位噪声的转换环路频率合成器(也称为偏移环路)参考方案。该电路板主要包括ADF4002 合成器、AD8065 运算放大器、HMC512 压控振荡器 (VCO) 和超低噪声低压差稳压器 (LDO)。此电路将ADF4002锁相环 (PLL) 的较低 100 MHz 参考频率转换到 5.0 GHz 至 5.4 GHz 的较高频率范围,后一范围由本振 (LO) 频率决定。 与仅采用 PLL 的频率合成器相比,这种设计的相位噪声非常低(<50 fs)。其原因在于ADF4002整数 N 分频 PLL 使用了极低的N值来控制压控振荡器(VCO),从而减少了PLL中的N值对相位噪声性能的影响。在本例中,ADF4002鉴频鉴相器 (PFD) 运行频率为 100 MHz,并且 N = 1。 所用器件参数如下: - ADL5801:高IP3、10 MHz至6 GHz有源混频器 - HMC512: 集成了Fo/2和4分频SMT的VCO,频率范围为9.6 GHz至10.8 GHz - ADF4355-2: 微波宽带集成 VCO 的频率合成器 - AD8065 : 性能卓越、速度高达 145 MHz 的FastFET运算放大器 - ADP151: 超低噪声、提供200 mA电流的CMOS线性调节器 - ADM7150: 提供800 mA输出,具有超低噪声和高电源抑制比(PSRR)特性的RF线性稳压器 - ADF4002 : 鉴相器/PLL频率合成器
  • 监测转接板PCB文件和-
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    本项目提供了一个心率监测器转接板的完整电路设计,包括详细的PCB源文件与配套软件源代码。适合电子爱好者进行硬件开发与创新。 前言:电路城之前分享过一个基于AD8232芯片的心电图及心率监测设计(该设计主要阐述的是基于AD8232芯片对ECG及其他生物电测量应用的集成信号调理模块,用于在存在运动或远程电极放置产生的噪声的情况下提取、放大和过滤微弱的生物电信号)。本介绍将重点讲述一个心率监测器转接板模块的设计,它能够智能化地将ECG信号模拟信号转换成心率数据。 **心率监测器转接板概述** Heart Rate Monitor Interface (HRMI) 是一种智能外设设备,能将Polar Electro Heart Rate Monitor(HRM)发射器发出的ECG信号转化为易于使用的实时心率数据。它实施了一种复杂的算法来计算平均心率,即使在存在噪音或间歇性传输的情况下也能保持准确性。此外,该模块还提供模拟输入和数字I/O端口以方便集成到定制应用中。 **特性** - 多接口:USB、逻辑级串行及 I2C - 双重心率处理算法:平均值计算与原始数据输出 - 使用RMCM01 Polar OEM接收器 - 兼容编码和非编码Polar发射器,如T31, T31C, T61C 和 Wearlink 注册版本等。 - 一个包含32项心率历史记录的缓冲区 - 四个8位ADC输入端口 - 最多五通道数字I/O实用接口 - 简单命令/响应式界面 - 可编程上电默认操作模式 **应用** 该模块适用于以下场景: - 定制健身器材 - 便携式心率监测设备 - 生物反馈装置 - 感知心跳的穿戴电子设备
  • 基于TMS320F28035的VF变-
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    本项目基于TMS320F28035微控制器,详细介绍了VF(电压频率控制)变频器硬件电路的设计及软件源代码实现,为电机驱动应用提供高效解决方案。 本设计介绍的是基于TMS320F28035的VF变频器电路原理图/PCB源文件及源代码。该VF变频器可以实现三相220V异步电机的电压频率控制,具备电压检测、电流测量、过流保护、软充电控制、风扇控制和OLED显示等功能。展示了TMS320F28035的VF变频器电路截图。
  • 基于TMS320F28035的VF变-
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    本项目基于TMS320F28035微控制器,设计了一款高性能VF(电压频率控制)变频器,并提供了详细的电路图和源代码。 本设计介绍的是基于TMS320F28035的VF变频器电路原理图/PCB源文件及源代码。该VF变频器可以实现三相220V异步电机的VF控制,具备电压检测、电流电测、过流保护、软充电控制、风扇控制和OLED显示等功能。展示了TMS320F28035的VF变频器电路截图。
  • 基于DE2发板的FPGA-
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    本项目提供了一种基于DE2开发板的FPGA数字频率计的设计与实现方法,包括详细的硬件电路和软件代码。适用于电子工程学习者和技术爱好者深入理解FPGA编程及应用。 基于FPGA的数字频率计介绍:数字频率计是一种基本测量仪器,用于通过数字显示方式来测定被测信号的频率。该设备可以处理正弦波、方波或其它周期性变化的输入信号,并且在配合适当传感器的情况下能够测试多种物理量,例如机械振动频率、转速、声音频率及产品数量等。因此,在航天、电子和测控领域中得到了广泛应用。 其基本测量原理为:首先将被测信号与标准时钟同步通过一个闸门,然后利用计数器统计脉冲的数量,并在固定时间窗口内锁存这些数据;最后使用显示译码器将结果转换成十进制数值并以液晶显示器的形式呈现出来。基于这一工作原理,在本段落的设计方案中,数字频率计的功能被划分为四个模块:分频、计数、锁存和显示。每个部分分别通过VHDL语言进行编程实现。 此外,该设计方案还具备自动调整量程的能力来适应不同范围内的输入信号,并且能够根据需要控制小数点的位置以确保准确的十进制形式展示测量结果。整个设计流程利用了Verilog HDL语言编写底层和顶层文件,在EDA工具的支持下用大规模可编程器件(CPLD)构建出数字频率计。 与传统的小规模多组件组合方式相比,这种设计方案能够将所有元件集成到一块CPLD芯片上,并且显著减少了设备体积、提高了性能可靠性。通过编程实现了闸门控制信号、多路选择电路、计数器和显示驱动等功能模块的实现,从而简化了整个设计过程并提升了系统的整体表现。 附件内容截图未提供具体内容描述,在此不再赘述。
  • 基于LCD的智能(1Hz至5MHz)-
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    本项目详细介绍了一种基于液晶显示(LCD)技术的智能频率计电路设计方案及其源代码。该频率计能够测量从1Hz到5MHz范围内的信号,为电子爱好者和工程师提供了一个实用的设计参考。 在CMOS电路系列产品中,频率计是用量最大、品种最多的产品之一,在计算机、通讯设备以及音频视频等领域不可或缺,并且与众多电参量的测量方案及结果有着密切的关系。因此,对频率进行精确测量至关重要。 本系统采用ATmega16作为核心器件,并使用LCD显示设计了一款简易智能频率计。ATmega16是一款基于增强型AVR RISC架构的低功耗8位CMOS微控制器。凭借其先进的指令集和单时钟周期执行时间,ATmega16的数据处理能力可达每MHz 1 MIPS,从而在系统性能与能耗之间实现了良好的平衡。 该智能频率计具备以下功能: - 自动确定测量范围; - 支持模拟波形及数字波形的测量; - 测量范围为1Hz至5MHz且信号幅值需符合TTL电平标准; - 实时显示所测得的频率数值。
  • 比较原理图PCB文件和BOM等-
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    本资源提供了一种频率比较器电路的设计资料,包括详细的原理图、PCB设计文件以及物料清单(BOM),是电子工程师进行同类项目开发的理想参考。 频率比较器是一种电路设计用于从两个输入信号的频率对比中获取一个参考电压水平。该电路由两路输入组成:一路使电容器部分放电,另一路使其充电。这样,电容上的平均电量(即所需的参考电压)会根据这两个输入信号的频率变化。 在静止状态下,通过R3和R4组成的分压器将C1充至一半电压。当其中一个信号供给晶体管T1基极时,它依据输入频率进行开关操作。电路的主要作用是产生一系列与输入信号频率相关的脉冲来控制晶体管T2的开闭状态,从而让电容C1以第一路输入信号的频率放电。 如果两个输入频率相等,则充电和放电周期相同,导致通过C1的电压等于电源电压的一半。当一个输入频率高于另一个时,通过电容器C1的实际电压会偏离4.5V:若第一个输入频率较低,则该值大于4.5V;反之则低于此值。 为了测试电路性能,我们分别将K1端口连接至5kHz信号源、K2端口连接至2.5kHz信号源,并由9伏电源供电于K3。经测量发现,在这种情况下输出电压为3.7V(小于4.5V)。当调换输入频率后即第一个输入点改为较低的频率时,测得的输出电压上升到5.3V以上。