Панорамные приемник-анализатор спектра. Разработка анализатора спектра радио-диапазона.

Содержание
Введение 1
Глава 2. Конструкторский раздел 3
2.1. Синтез структурной схемы устройства 3
2.2. Алгоритм функционирования устройства 10
2.3. Основные требования к схемотехнической реализации устройства 19
Глава 3. Расчетный раздел 21
3.1. Выбор основных узлов устройства 21
3.2. Расчет согласующих цепей 37
3.3. Работа устройства 40
Глава 4. Экспериментальный раздел 41
4.1. Построение модели в MatLab 41
4.2. Исследование в программном комплексе MatLab 43
4.3. Выводы по результатам моделирования 49
Глава 5. Организационно- экономический раздел 51
5.1. Определение трудоемкости проектных работ и состава конструкторской группы 51
5.2. Расчет себестоимости разработки, изготовления и испытаний опытного образца 56
5.3. Расчет себестоимости серийного изделия и определение оптимальной отпускной цены 58
5.4. Определение экономического эффекта от применения разработанной техники 62
Глава 6. Раздел БЖД 64
6.1. БЖД при производстве прибора 64
6.2. Безопасность при эксплуатации прибора 71
6.3. Экологические аспекты производства прибора 72
Заключение 74
Библиографический список 75

Гибкая система тактирования кристалла предоставляет возможность использовать в качестве источника частоты один из трех внутренних RC‑генераторов (частота 32 кГц, 2 и 32 МГц) либо один из двух генераторов с внешним кварцем. К входам XTAL1 и XTAL2 можно подключать кварц либо керамический резонатор частотой от 0,4 до 16 МГц. Вывод XTAL1 также можно использовать для подключения к внешнему источнику частоты. Второй генератор оптимизирован для работы с «часовым» кварцем частотой 32,768 кГц. Следует отметить, что на кристалле имеется еще один микромощный RC‑генератор на частоту 32 кГц, он обеспечивает работу сторожевого таймера и цепей схемы слежения за уровнем напряжения питания BoD (Brown‑out Detector).
Конкретную частоту работы ядра контроллера обеспечивает модуль цифровой ФАПЧ (Digital Frequency Looked Loop, DPLL), а также модуль классической PLL.
Существенным преимуществом выбранной модели МК является наличие возможности вывода рабочего сигнала тактовой для прочих элементов, что позволит отказаться от использования рекомендованной производителем внешней цепи стабилизации опорной частоты.
Блок-схема выбранного микроконтроллера приведена на рисунке 3.4. Как видно из анализа блок-схемы, фундаментальным отличием архитектуры от 8-разрядных аналогов, предлагаемых конкурентами, является отказ от многобанковой организации регистров общего назначения и страничной адресации памяти программ и данных. Данная цель достигнута увеличением ширины команды до 16 бит, при этом программист имеет возможность получать за один такт доступ к любому из 32 регистров общего назначения, а также доступ к данным во внешней памяти без дополнительных задержек для выбора страницы.
Технические характеристики микроконтроллера ATxmega192A3 приведены в таблице 3.2.
Рисунок 3.4. Блок-схема микроконтроллера ATxmega192A3-MH
Таблица 3.2. Технические характеристики микроконтроллера ATxmega192A3
Показатель Характеристика Разрядность 8 Максимальная тактовая частота 32 МГц Количество портов ввода-вывода 12 Тип АЛУ AVR Объем ПЗУ 192+8 Кб Объем ОЗУ 16 Кб Макс. производительность До 1 MIPS/МГц Поддерживаемые интерфейсы USART, SPI, I2C, SMBus Напряжение питания 1.6.. 3.6 В Энергопотребление макс 25 мА Энергопотребление мин 0.3 мА
Учитывая, что микроконтроллер не поддерживает тип выходного интерфейса АЦП, для согласования необходимо использовать специализированную ИМС- драйвер приемника LVDS. Для проектируемого устройства, учитывая невысокую скорость передачи данных около 10 Мб/сек, подойдет для использования любая модель ИМС, соответственно, выберем модель с наименьшей стоимостью- это ADN4662.
Структурная схема и распиновка ADN4662 показана на рисунке 3.5. Для использования данной ИМС требуется использование дополнительных элементов в соответствии с типовой схемой подключения (рис. 3.6.).
Рисунок 3.5. Структурная схема и распиновка ADN4662
Рисунок 3.6. Схема включения ADN4662
3.2. Расчеты для электрической схемы и расчет характеристик приемника
3.3. Расчет надежности устройства