專利名稱：用超低頻脈沖調(diào)制高頻信號的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種用超低頻脈沖調(diào)制高頻信號的裝置，所說超低頻脈沖是指周期為0. 1 10s、脈沖寬度為1 IOms的脈沖信號，高頻信號是指頻率范圍為20 IOOOkHz的正弦波信號，屬電學中電通信技術領域。
背景技術：
工程實踐過程中，尤其是軍事領域和特殊行業(yè)，需要用低頻率或超低頻率的窄脈沖對正弦波高頻信號進行調(diào)制，如聲納測距、超聲探傷等。這類窄脈沖信號具有脈沖周期長 (一般為0. Is IOs)、脈沖寬度窄(一般為Ims IOms)的特點，被調(diào)制的正弦波高頻信號的頻率范圍一般為20kHz 1000kHz。但是，目前市場上的通用信號發(fā)生器一般不具備這種功能，無法實現(xiàn)測試過程，而只能采用復雜而昂貴的設備實現(xiàn)用超低頻脈沖對高頻信號的調(diào)制。
發(fā)明內(nèi)容針對上述不足，本實用新型就是要提供一種可實現(xiàn)用超低頻脈沖對高頻信號的調(diào)制并且簡單的用超低頻脈沖調(diào)制高頻信號的裝置。本實用新型提供的用超低頻脈沖調(diào)制高頻信號的裝置，有信號輸出端口，其特征是有一單片機，單片機內(nèi)有2個PWM模塊；另有濾波器連接在單片機和信號輸出端口之間， 濾波器以輸入端口連接在單片機的對應于PWM模塊的輸出端口上；有功率放大器連接在濾波器與信號輸出端口之間，功率放大器的輸出端口即為信號輸出端口 ；單片機的輸入端口連接在一晶體振蕩器的輸出端口上；有衰減器連接在濾波器與信號輸出端口之間，衰減器以輸入端口連接在濾波器的輸出端口上。應用內(nèi)部集成有2個PWM(脈沖寬度調(diào)制)模塊的單片機，當單片機工作在PWM方式下時，便具有脈沖寬度調(diào)制輸出通道，而所得2個脈沖的寬度和周期均可由編程決定。即可由軟件控制CPU的PWM產(chǎn)生需要的2種脈沖信號，從而實現(xiàn)用超低頻脈沖調(diào)制高頻信號的功能。本實用新型使具有PWM功能的單片機的輸出端口按周期輸出固定頻率的高頻方波脈沖信號，輸出高頻方波脈沖的持續(xù)時間等于低頻調(diào)制脈沖的一個脈沖寬度的維持時間， 即形成了超低頻脈沖調(diào)制高頻脈沖信號。同時，用濾波器對高頻脈沖進行濾波以把高頻脈沖變成純度較高的高頻正弦波。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型應用簡單的電路裝置實現(xiàn)了用超低頻脈沖調(diào)制高頻脈沖信號功能，提出了一種廉價易得的用超低頻脈沖調(diào)制高頻信號的裝置。

圖1為本實用新型的電路框圖，I-晶體振蕩器，II-單片機，III-濾波器，IV-衰減器，V-功率放大器；圖2為本實用新型一實施例的輸出波形圖，圖中1-高頻信號波，2-超低頻信號
3波，T-超低頻信號一個脈沖寬度，Tl-超低頻信號兩個脈沖之間的波谷所占時間，也是高頻信號兩組脈沖之間的停頓時間，t-高頻信號一個脈沖寬度。
具體實施方式
一用超低頻脈沖調(diào)制高頻信號的裝置如圖1所示，單片機II選用Microchip公司生產(chǎn)的具有PWM功能的PIC16F77A單片機，該單片機具有較豐富功能的I/O接口。CPU采用內(nèi)振蕩器產(chǎn)生20MHz主頻脈沖。為了使輸出頻率更準確，有晶體振蕩器I與單片機連接為外部晶體頻率源。單片機有輸出調(diào)制信號接口連接濾波器III。為了把高頻脈沖變成純度較高的高頻正弦波，采用濾波器對高頻脈沖進行濾波。根據(jù)載波脈沖頻率的不同可以采用不同的濾波方案。當載波頻率不大于IOOKHz時，可采用由運算放大器和RC網(wǎng)絡構成的有源濾波器；當載波頻率高達幾百千赫茲時，由于運算放大器構成的濾波器受到帶寬和Q值的限制，往往不能得到較好的濾波效果，這時可采用高頻濾波器、LC諧振濾波器等方法來完成濾波任務。為了使輸出信號的幅度受控，在濾波器后設計衰減器，滿足不同輸出幅度的要求。同時為保證高次諧波不大于_50dB，在濾波器后接有衰減器IV對高頻脈沖進行濾波，最后再接入0PA603高速電流負反饋運算放大器，作為功率放大器V。應用PIC16F877A單片機的PWM功能，設計了超低頻脈沖對高頻信號的調(diào)制，高頻脈沖信號經(jīng)由濾波器濾出純度較高的正弦波高頻信號，衰減器控制整個調(diào)制信號幅度，最后經(jīng)由功率放大器進行功率放大得到用超低頻脈沖調(diào)制的高頻脈沖信號。經(jīng)過實際使用表明該方法實現(xiàn)的信號發(fā)生器具有輸出幅度大、負載能力強、調(diào)制性能好、頻率穩(wěn)定、體積小、操作方便、結(jié)構簡單、實現(xiàn)容易等特點。應用單片機內(nèi)2個PWM模塊，和單片機內(nèi)還存貯的脈寬調(diào)制程序，使2個PWM模塊中一個輸出超低頻脈沖信號，另一個輸出高頻脈沖信號且是以輸出一組高頻脈沖信號，停頓一個時間再輸出一組高頻脈沖信號的形式輸出，每組高頻脈沖信號與超低頻脈沖信號中的一個脈沖同時輸出，且一組高頻脈沖信號的持續(xù)時間與超低頻脈沖信號中的一個脈沖寬度所占時間相同，兩組高頻脈沖信號之間的停頓時間與超低頻脈沖信號中的兩個脈沖之間的波谷所占時間相同。信號輸出端口 OUT上輸出的波形如圖2所示。每一個超低頻波2被調(diào)制成多個高頻波1，即超低頻信號一個脈沖寬度T中包含了多個脈沖寬度為t的高頻信號，而低頻信號兩個脈沖之間的波谷所占時間T1中是兩組高頻信號脈沖之間的停頓時間。
權利要求1. 一種用超低頻脈沖調(diào)制高頻信號的裝置，有信號輸出端口，其特征是有一單片機，單片機內(nèi)有2個PWM模塊；另有濾波器連接在單片機和信號輸出端口之間，濾波器以輸入端口連接在單片機的對應于PWM模塊的輸出端口上；有功率放大器連接在濾波器與信號輸出端口之間，功率放大器的輸出端口即為信號輸出端口 ；單片機的輸入端口連接在一晶體振蕩器的輸出端口上；有衰減器連接在濾波器與信號輸出端口之間，衰減器以輸入端口連接在濾波器的輸出端口上。
專利摘要本實用新型提供的用超低頻脈沖調(diào)制高頻信號的裝置，有信號輸出端口，有一單片機[II]，單片機內(nèi)有2個PWM模塊；另有濾波器[III]連接在單片機和信號輸出端口[OUT]之間，濾波器以輸入端口連接在單片機的對應于PWM模塊的輸出端口上。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型應用簡單的電路裝置實現(xiàn)了用超低頻脈沖調(diào)制高頻脈沖信號功能，提出了一種廉價易得的用超低頻脈沖調(diào)制高頻信號的裝置。
文檔編號H03C1/08GK202121548SQ201120030788
公開日2012年1月18日 申請日期2011年1月29日 優(yōu)先權日2011年1月29日
發(fā)明者吳曲波, 宋振宇, 張華鋒, 張春國, 李濤, 董其義, 趙濤 申請人:張華鋒, 李濤