CN105045177A - 多路选择滤波频率输出装置 - Google Patents

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杨朝中
许林生
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Abstract

一种多路选择滤波频率输出装置，它包括：对整机进行控制的单片机系统；选择输出频率电路，该电路与单片机系统相连；频率合成器，该电路与单片机系统相连；选择滤波器，该电路的输入端接频率合成器和单片计算机系统；驱动电路，该电路的输入端接选择滤波器，本发明采用了多路滤波器，在0.1～30MHz范围内以频率间隔0.1Hz输出任意频率，并针对选择不同频率输出来决定第一开关和第二开关电路与多路滤波器的组合，使频率综合器具有稳定性好、抗干扰能力强、误差小等优点。

Description

多路选择滤波频率输出装置
技术领域
本发明属于测试计量设备或装置技术领域，具体涉及到频率输出装置。
背景技术
随着科学技术的快速发展，在许多科学研究领域对频率源的技术指标要求越来越高，一般的单点输出频率源已不能满足需要，现在更多的时间频率用户要求频率源能在一定频率范围内，能根据自己的需求任意选择输出频率。一般常采用恒温压控晶体振荡器作为频率源，但它不能满足在规定的频率范围内输出任意频率的要求。因此，目前普遍采用的是频率综合技术，通过对频率进行加、减、乘、除运算，产生出不同的频率输出。频率综合技术为了改善输出频率的性能，获得连续的输出波形，通常的做法就是在输出端接低通滤波器，但有限的截止频率使低通滤波器滤波效果不好，目前还没有性价比高，操作简便的任意输出的频率综合装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述频率输出装置的不足，提供一种结构简单、输出频率范围大、稳定性好、抗干扰能力强、误差小的多路选择滤波频率输出装置。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：对整机进行控制的单片机系统：选择输出频率电路，该电路与单片机系统相连；频率合成器，该电路与单片机系统相连；选择滤波器，该电路的输入端接频率合成器和单片计算机系统；驱动电路，该电路的输入端接选择滤波器。
本发明的选择滤波器为：第一开关电路的输入端接频率合成器和单片计算机系统；至少2路滤波器的输入端接第一开关电路；第二开关电路的输入端接单片计算机系统和至少2路滤波器、输出端接驱动电路。
本发明的滤波器为：电容C9和电容C12的一端以及电阻R7的一端接集成电路U2的17脚，电容C9和电阻R7的另一端接电容C10和电容C13以及的电阻R8的一端，电容C10和电阻R8的另一端接电容C11和电容C14以及的电阻R9的一端，电容C11和电阻R9的另一端以及电容C15的一端接第二开关电路，电容C12～电容C15的另一端接地。
由于本发明采用了多路滤波器，在0.1～30MHz范围内以频率间隔0.1Hz输出任意频率，并针对选择不同频率输出来决定第一开关和第二开关电路与多路滤波器的组合，使频率综合器具有稳定性好、抗干扰能力强、误差小等优点。
附图说明
图1是本发明的电气原理方框图。
图2是本发明的电子线路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
在图1中，本发明的多路选择滤波频率输出装置由频率合成器、第一开关电路、多路滤波器、选择输出频率电路、单片机系统、第二开关电路、驱动电路连接构成。选择输出频率电路与单片机系统相连，单片机系统与频率合成器相连、输出端接第一开关电路和第二开关电路，频率合成器的输出端接第一开关电路，第一开关电路的输出端接多路滤波器，多路滤波器的输出端接第二开关电路，第二开关电路的输出端接驱动电路。第一开关电路、多路滤波器、第二开关电路连接构成多路选择滤波器，其中多路滤波器至少由2路滤波器构成。
在图2中，本实施例的选择输出频率电路由集成电路U6、集成电路U8、电阻R3、电阻R4、电容C4～电容C6、晶体振荡器Y2连接构成，集成电路U6的型号为ZLG7290，集成电路U8的型号为C19264。键盘指令信号由集成电路U6的6脚输入，集成电路U6的15脚接电容C4的一端并通过电阻R3接地，集成电路U6的17脚和18脚接电阻R4、电容C5、电容C6、晶体振荡器Y2连接的振荡电路，集成电路U6的23脚接集成电路U8的14脚、14脚和19脚以及20脚接单片机系统。键盘指令信号从集成电路U6的6脚输入，通过集成电路U6的23脚输出到集成电路U8，集成电路U8显示键入内容以及输出频率值。
本实施例的单片机系统由集成电路U7、电阻R1～电阻R2、电容C1～电容C3、晶体振荡器Y2连接构成，集成电路U7是单片机型号为LPC2214。集成电路U7的69脚接集成电路U6的14脚、50脚接集成电路U6的19脚、58脚接集成电路U6的20脚，集成电路U7的141脚和142脚接由电阻R2、电容C2、电容C3、晶体振荡器Y1连接的振荡电路，集成电路U7的135脚接电容C1的一端并通过电阻R1接地，电容C1的另一端接3.3V电源正极，集成电路U7的D0～D7口通过总线接频率合成器、25脚接第一开关电路和第二开关电路、32脚和33脚接第一开关电路和第二开关电路。
本实施例的频率合成器由集成电路U1构成，集成电路U1的型号为AD9854。40MHz基准频率信号由集成电路的69脚输入，集成电路U1的数据口D0～D7端口通过总线接集成电路U7的数据口D0～D7端口、52脚接第一开关电路，接收来自单片机系统的指令，集成电路U1可以在0.1～30MHz范围内以0.1Hz的频率间隔任意选择频率。
本实施例的多路选择滤波器由第一开关电路、多路滤波器、第二开关电路连接构成。第一开关电路由集成电路U2构成，集成电路U2的型号为ADG904。集成电路U2的10脚接集成电路U1的52脚、20脚接集成电路U6的33脚和第二开关电路、19脚接集成电路U6的33脚和第二开关电路、1脚接集成电路U6的25脚和第二开关电路、4脚和17脚接多路滤波器。
本实施例的多路滤波器由2路滤波器构成，根据输出频率的大小，也可采用3路滤波器、4路滤波器以及更多路滤波器。第一路滤波器由电阻R7～电阻R9、电容C9～电容C15连接构成，电容C9和电容C12的一端以及电阻R7的一端接集成电路U2的17脚，电容C9和电阻R7的另一端接电容C10和电容C13以及的电阻R8的一端，电容C10和电阻R8的另一端接电容C11和电容C14以及的电阻R9的一端，电容C11和电阻R9的另一端以及电容C15的一端接第二开关电路，电容C12～电容C15的另一端接地。第二路滤波器由电阻R10～电阻R12、电容C16～电容C22连接构成，电容C16和电容C19的一端以及电阻R10的一端接集成电路U2的4脚，电容C18和电阻R12的另一端以及电容C22的一端接第二开关电路，其他零部件以及零部件的连接关系与第一路滤波器相同。2路滤波器用于对2路频率信号进行滤波输出。
本实施例的第二开关电路由集成电路U4构成，集成电路U4的型号为ADG904。集成电路U4的1脚接集成电路U2的1脚和集成电路U6的25脚、17脚接电容C11和电阻R9的另一端以及电容C15的一端、4脚接电容C18和电阻R12的另一端以及电容C22的一端、19脚接集成电路U2的19脚和集成电路U6的33脚、20脚接集成电路U2的20脚和集成电路U6的32脚、10脚接驱动电路。
上述的第一开关电路、2路滤波器、第二开关电路连接构成本实施例的2路选择滤波器。
本实施例的驱动电路由集成电路U5、电阻R5、电阻R6、电容C7、电容C8连接构成，集成电路U5的型号为OPA633。集成电路U5的4脚接集成电路U4的10脚、1脚电容C7的一端并通过电阻R5接12V电源的正极，5脚接电容C8的一端并通过电阻R6接12V电源的负极、电容C7、电容C8的另一端接地。驱动电路对频率信号进行放大和驱动，以便与外部设备相连接，进行远距离传输。
本发明的工作原理如下：
键盘键入的频率输出值由U6的6脚输入读取并转换为电信号输出到集成电路U7，规定键入频率的范围为0.1～30MHz，由集成电路U7判断频率是否在可输出频率范围内。如否，集成电路U7将出错信息输送至集成电路U6，由集成电路U6控制集成电路U8显示器显示出错信息并重新读取键盘键入的频率输出值；如是，集成电路U7判断频率所处的区间，如频率在0.1～15MHz，则集成电路U7控制集成电路U2、集成电路U4选择0.1～15MHz低通滤波器；如频率在15～30MHz，则集成电路U7控制集成电路U2、集成电路U4选择15～30MHz带通滤波器。与此同时集成电路U7计算相应的频率控制字，并将频率控制字写入到集成电路U1的寄存器进行配置，由集成电路U1产生所需的频率，集成电路U1产生的频率由集成电路U1的52脚输出至集成电路U2的10脚，根据输出频率的不同由U2的4脚或者17脚输出至多路滤波器，经过滤波后经U4的4脚或17脚输入，由U4的10脚输出至驱动电路U5的4脚，经过U5的驱动放大后由U5的8脚输出频率信号。

Claims (3)

1.一种多路选择滤波频率输出装置，其特征在于它包括：
对整机进行控制的单片机系统；
选择输出频率电路，该电路与单片机系统相连；
频率合成器，该电路与单片机系统相连；
选择滤波器，该电路的输入端接频率合成器和单片计算机系统；
驱动电路，该电路的输入端接选择滤波器。
2.根据权利要求1所述的多路选择滤波频率输出装置，其特征在于所述的选择滤波器为：第一开关电路的输入端接频率合成器和单片计算机系统；至少2路滤波器的输入端接第一开关电路；第二开关电路的输入端接单片计算机系统和至少2路滤波器、输出端接驱动电路。
3.根据权利要求1所述的多路选择滤波频率输出装置，其特征在于所述的滤波器为：电容C9和电容C12的一端以及电阻R7的一端接集成电路U2的17脚，电容C9和电阻R7的另一端接电容C10和电容C13以及的电阻R8的一端，电容C10和电阻R8的另一端接电容C11和电容C14以及的电阻R9的一端，电容C11和电阻R9的另一端以及电容C15的一端接第二开关电路，电容C12～电容C15的另一端接地。
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