STM32F429驱动的锁相环与滤波器：80MHz-100MHz频谱分析仪设计

本文主要介绍了基于STM32F429微控制器的高速连接器目录中的电路与程序设计，特别是涉及锁相环和滤波器电路在频谱分析仪中的应用。系统包括本振源电路、混频电路、窄带滤波电路、检波电路和数字采集与显示电路，具有80MHz至100MHz的频谱分析能力。 在电路与程序设计部分，锁相环与环路滤波电路设计是关键。锁相环（PLL）电路采用RFFC2072芯片，与外部环路滤波电路共同构建一个完整的反馈系统，实现频率可调的本地振荡源。锁相环的主要作用是使系统能够跟踪并锁定外部输入信号的频率，从而提供精确的频率合成。图4所示的锁相环电路示例展示了这一工作原理。 滤波器电路设计方面，系统采用了陶瓷窄带滤波器与低通滤波器的组合，以满足特定的滤波器特性。陶瓷窄带滤波器由三个中心频率为10.7MHz，带宽为180KHz的滤波器级联，总带宽达到100KHz。低通滤波器则采用9阶无源巴特沃斯结构，设计中心频率为10.7MHz，带宽100KHz，带外衰减大于30dB。这些滤波器共同作用，确保频谱分析仪的信号处理精度和抑制噪声的能力。 本系统的核心控制芯片是STM32F429，它配合RFFC2072芯片实现了本振源电路，该电路包括环路滤波、功率分配隔离、程控放大和锁定观测等功能。本振源的输出电压可以在5至600mV范围内调整，频率覆盖80MHz至200MHz，频率设置可以任意或以100KHz步进自动扫描，锁定时间仅为400us，性能优于预期。 频谱分析仪具备100KHz的分辨率，能绘制频谱曲线、自动扫频并保持最大值。在整个频段内，系统表现出良好的杂散抑制能力，没有可观测到的显著杂散信号。经过整合与调试，该系统不仅完成了基本要求，还在一些指标上超越了预设标准，如本振源的频率范围、输出电压幅度和锁定时间等。 此设计实现了高性能的锁相环和滤波器技术，应用于80MHz至100MHz的频谱分析仪，为高频信号检测和分析提供了可靠的硬件平台。关键词包括：锁相环、窄带滤波、频谱分析，这些技术在仪表仪器类和频谱仪设计中具有广泛应用。