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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:吳孟儒
研究生(外文):Meng-ju Wu
論文名稱:電腦化頻譜分析儀之中頻模組設計與應用
論文名稱(外文):Design and Implementation of Intermediate Frequency Module for Computerize Spectrum Analyzer
指導教授:何滿龍
指導教授(外文):M. L. Her
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:資訊電機工程碩士在職專班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:84
中文關鍵詞:壓控振盪器鎖相迴路
外文關鍵詞:BluetoothWi-FlyGSM3GWireLess LAN
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在眾多的通訊產品中,它們大多利用各種不同的通訊技術來實現
它,如Bluetooth、GSM、3G、WireLess LAN、Wi-Fly 及Wi-Max 等
技術。而上述之技術大多運用於各種頻段,而它們在運用上皆需遵守
每個系統之頻率規範,這樣才能避免通訊干擾,若要得知其電路是否
有符合系統頻率規範,須使用頻譜分析儀量測電路才能得知。而我們
參考市面上之頻譜分析儀的相關技術來研製一套「電腦化頻譜分析
儀」,以達整個系統之便利性、機動性、實用性且大大減少整體架構
成本為目標。
「電腦化頻譜分析儀之中頻模組」主要是利用一些射頻電路來
設計,而其操作方式是從射頻訊號 (3 GHz) 做連續降頻處理,而使
其訊號能降至基頻訊號 (10.7 MHz),並透過晶體濾波器交於下一級
之基頻模組處理。
本論文主要可分為四個部份,第一部份為「電腦化頻譜分析儀」
及「中頻模組」之架構介紹、第二部份為各子電路之原理簡介、第三
部份為各子電路製作與量測結果及第四部份電路整合製作與量測結
果。
There are many kinds of communication products. Most of them
employ different communication technologies, such as Bluetooth, GSM,
3G, Wireless LAN, Wi-Fly and Wi-Max. These technologies are used in
different frequency bands, and must abide by the frequency regulations of
each system so as to avoid communication interferences. If you want to
know whether the circuit design conforms to the frequency regulations of
the system, you have to measure it with spectrum analyzer. Today we
integrate the technologies related to many spectrum analyzers in the
market, and design one computerized spectrum analyzer so that the whole
system can be handy, maneuverable and practical. It also greatly reduce
the cost of the whole framework.
The intermediate frequency module of the computerized spectrum
analyzer is designed mainly with some RF circuits. The operation is by
means of continuous underclcoking from RF signal (3 GHz) so that the
signal can drop to base band (10.7 MHz), and through crystal filter the
signal will be treated by the next level of base band module.
This essay consists of four major parts. Part 1 is an introduction to
the framework of the computerized spectrum analyzer and the
intermediate frequency module. Part 2 is a brief introduction to the
principle of each sub-circuit. Part 3 discusses the measuring results and
the design of each sub-circuit. Part 4 discusses the integration of circuits
and the measuring results.
誌謝 i
中文摘要 ii
英文摘要 iii
目錄 iv
圖目錄 viii
表目錄 xiv
第一章 緒論 1
1-1 研究背景與動機 1
1-2 研究方法 2
第二章 電腦化頻譜分析儀之規格及架構 4
2-1 電腦化頻譜分析儀之架構 4
2-2 電腦化頻譜分析儀之中頻模組電路之規劃 5
第三章 電路理論與原理 7
3-1 混頻器 8
3-1.1 頻濾轉換之原理 8
3-1.2 混頻器之種類和特徵 9
3-1.3 混頻器的重要規格 13
3-2 壓控振盪器 17
3-2.1 振盪器之理論分析及設計原理 18
3-2.2 變容二極體 22
3-2.3 壓控振盪器之相位雜訊 24
3-3 鎖相迴路 26
3-3.1 鎖相迴路之原理與架構 26
3-3.2 鎖相迴路之設計考量 27
3-3.3 迴路濾波器之設計 30
3-4 放大器 31
3-4.1 放大器之工作原理 31
3-4.2 1dB增益壓縮點 33
3-4.3 實際電路設計考量與規格訂定 34
3-5 濾波器 35
3-5.1 濾波器之重要規格 36
3-5.2 帶通濾波器 37
3-5.3 解析頻寬濾波器 38
3-6 頻率開關器 41
3-6.1 PIN 二極體之特性原理 41
3-6.2 MESFET 之特性原理 42
第四章 子電路設計與製作及量測結果 44
4-1 Mixer 設計與製作及量測結果 44
4-1.1 Mixer 線路圖及實作電路圖 45
4-1.2 Mixer 實作電路量測結果 47
4-2 VCO&PLL Synthesizer 設計與製作及量測結果 53
4-2.1 VCO&PLL 電路圖及實作電路 54
4-2.2 VCO&PLL 實作電路量測結果 56
4-3 放大器設計與製作及量測結果 59
4-3.1 LNA 設計與製作及量測結果 59
4-3.2 10.7 MHz 放大設計與製作及量測結果 66
4-4 Switch 設計與製作及量測結果 68
4-4.1 Switch 電路圖與實作電路 68
4-4.2 實作電路量測結果 69
4-5 濾波器設計與製作及量測結果 72
4-5.1 濾波器線路圖及實作電路圖 72
4-5.2 濾波器量測結果 74
第五章 中頻模組電路整合測試 76
5-1 各級電路量測結果 78
5-2 中頻整合量測結果 81
參考文獻 82
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