基于STM32F429与RFFC2072的高速功率分配器与频谱分析仪设计

本文档详细探讨了在高速连接器目录中的功率分配器设计，主要关注于四个关键部分的设计与比较：锁相环、混频器、窄带滤波器和功率分配器。以STM32F429为核心，结合高性能的RFFC2072锁相环芯片作为本振源电路的基础，设计了一个80MHz到100MHz频谱分析仪。 首先，方案论证与比较部分阐述了两个主要选项： 1. 方案一使用分立部件如鉴相器、环路滤波器等构建锁相环，虽然价格便宜，但调试复杂，稳定性较差，输出精度低。而方案二，即采用RFFC2072芯片，内置锁相环和压控振荡器，提供在线频率配置功能，简化了电路设计，提高了稳定性。 混频器设计上，方案一利用分立元件有良好的输入动态范围和成本优势，但组装繁琐；方案二采用集成微波混频器，具有小型化、低损耗和易于调试的优点，因此选择集成方案以保证后级系统性能。 窄带滤波器方案，无源LC滤波器结构复杂，Q值较低，而陶瓷谐振滤波器则具有损耗小、高Q值和简单结构，故采用陶瓷谐振器实现窄带滤波。 最后，对于功率分配器，微带结构成本高且体积大，而集总结构功分器通过电容电阻和手绕电感实现，具有更好的调节性和小型化，因此选择集总结构方案。 整个系统由本振源、混频、窄带滤波、检波和数字显示电路组成，具有5~600mV的输出电压调节范围、80MHz~200MHz的频率可调性，以及400us的快速锁定时间。频谱分析仪的分辨率高达100KHz，具备频谱绘制、自动扫频和最大值保持等功能，并且在测试中未观察到显著杂散信号。 通过精心设计和调试，本作品不仅满足了基本要求，而且在某些关键指标上超过了预期，如频率范围、输出电压和锁定时间。关键词包括锁相环、窄带滤波、频谱分析，突显了本设计的核心技术与创新之处。