实验08振荡器设计OscillatorDesignWord文档格式.docx
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步骤一：
设定振荡频率（f0）与输出负载阻抗（RL）。
一般射频振荡器的输出负载阻抗设定为50Ω。
步骤二：
根据电源选用半导体、元件与设定三极管的偏压条件（VCE,IC），决定出在该振荡频率下的三极管的S参数（S11,S21,S12,S22）。
步骤三：
将步骤二所获得的S参数代入下列公式以计算出稳定因子K的值。
其中
步骤四：
检查K值是否小于1。
若是K值不够小时（最好为负数），可使用射极（或源极）反馈电路来降低K值，如图8-2（a）所示。
步骤五：
将反馈电路的Z参数（[Zf]）与三极管的Z参数（[Za]）串连在一起以获得新的二端口有源电路的S参数（[Sm]）。
公式如图8-2（b）中所列。
图8-2（a）有源器件与反馈电路的串连
图8-2（b）Z参数与S参数的转换公式
步骤六：
利用下列公式计算出负载稳定圆（Loadstabilitycircle）的圆心（A）与半径（b），并绘出以ΓL为主的史密斯圆，如图8-3所示。
同理亦可计算出振源稳定圆（Sourcestabilitycircle）的圆心（C）与半径（d）.
图8-3|ΓS|=1经1/S’22映射至ΓL平面之[负载稳定圆]
负载稳定圆：
；
圆心：
：
半径：
振源稳定圆：
步骤七：
设计一个谐振电路，一般使用并联电容，ZS；
并将其反射系数ZS经下列（1/S’22）映射公式转换成ΓL1，并将其标记到|ΓL1|=1的史密斯圆图上。
步骤八：
检查ΓL1的值是否落在负载稳定圆外部与|ΓL|=1的单位圆部的交叉斜线区域，如图8-4所示。
若没有，则重选谐振电路的电容值，并重复步骤七直到符合步骤八的要求。
图8-4振荡器设计图示
步骤九：
根据步骤七所计算得到ΓL1的，选择一个接近新值ΓLla，使其对应的阻抗值（ZLla）的实数部分（Re[ZLla]等于输出负载阻抗（RL）。
步骤十：
将新值ΓLla经（1/S’11）映射转换成新值ΓSla，并检查其绝对值是否小于步骤七所选定的ΓS1的绝对值，即较接近|ΓS|=1的圆心，如果是即符合起振条件，|ΓS1|>
|ΓS1a|，如图8-4所示：
步骤十一：
分别将Zf、ZS、Im[ZL1a]转成实际元件值,Zf、ZCs可选用电容或传输线，Im[ZL1a]则可选用电容、电感或传输线。
（1）反馈电路
（a）若选用电容或等效传输线，公式为：
或传输线阻抗Zo，长度为
（b）若选用电感或等效传输线，公式为：
或传输线阻抗Zo,长度为
（2）谐振电路
（a）
若选用电容或等效传输线，公式为：
CS=或传输线阻抗ZO,长度为
LS=或传输线阻抗ZO，长度为
（3）输出负载匹配电路
（a）若Im[ZL1a]<
0则选用串联电容或等效匹配传输线：
（b）若Im[ZL1a]>
0则选用并联电感或等效匹配传输线：
六、硬件测量：
1．对MOD-8:
BJT振荡器的频率测量以了解振荡电路的特性。
2．准备电脑、测量软件、RF2000、相关模组、若干小器件等。
3．测量步骤：
MOD-8之P1端子的频率测量:
设定RF-2000测量模式：
CONSUMERMODE
用DC-1连接线将RF-2000后面12VDC输出端子于待测模组的12VDC输入端子连接起来。
针对模组P1端子做频率测量。
记录所测量频率值：
_______MHZ。
4．实验记录：
只需要填写相应数据即可。
5．硬件测量的结果建议如下为合格：
RF2KM8-1AMOD-8fo400-500MHZ
Pout≥5dBm
6．待测模组方框图：
七、软件仿真
1、以实例分析为例。
根据已知条件，运用理论公式按设计步骤求的相关的值，判断起振条件等。
2、进入微波软件MICROWAVE，在原理图上设计好相应的电路，设置好相应端口，完成频率设置、尺寸规、器件的加载、仿真图型等等的设置。
3、最后进行仿真，结果应接近实际测量所得到的仿真图形。
4、电路图和相关的仿真图如下：
图8-5（a）800MHz振荡器电路
图8-5（b）模拟结果（S11线性分析）
八、实例分析：
试利用AT41511设计一个800MHz放大器。
其中电源为12VDC，负载阻抗为50Ω。
AT41511的S参数表（VCE=8V，IC=25mA，Zo=50Ω，TA=25℃）如下列。
Freqency
（GHz）
S11
S21
S12
S22
Mag.
Ang.
0.5
0.49
-153
12.7
98
0.030
50
0.42
-35
0.6
0.48
-159
10.7
94
0.034
52
0.39
0.7
-163
9.3
90
0.037
53
0.38
0.8
0.47
-167
8.2
87
0.040
55
0.37
-36
0.9
-170
7.3
85
0.044
56
0.36
-37
1.0
-171
6.6
82
0.047
57
-38
1.5
0.44
177
4.9
71
0.065
59
0.40
-42
2.0
0.41
163
3.4
61
0.083
58
-45
设计结果：
（1）经公式计算可得有源元件的原始K值（=1.021）大于1，故需设计反馈电路，以使有源元件在设计频率上有振荡的可能。
（2）选用一个18pF的电容来做反馈电路，在经公式计算后可得修正后的有源元件电路的K值（=-0.84）远小于1，故本设计可行。
（3）选用一个11.5pF电容来做谐振电路，并假设其电阻为2.5Ω；
将其反射系数（ΓS1）经下列（1/S’22）映射公式转换成ΓL1，并标记其值到
|ΓL|=1的史密斯圆图上，可得其确实落于|ΓS|<
1与|ΓL|<
1的交叉区域（稳定振荡区），故可用。
（4）选定一接近值ΓL1a，以使得其对应的阻抗值（ZL1a=50+j250Ω）的实数部分（Re[ZL1a]=50）等于输出负载阻抗（RL=50）。
（5）将新值ΓL1a经（1/S’11）映射转换成新值ΓS1a，其绝对值（=0.878）确实小于原先选定的ΓS1的绝对值（=0.914），所以符合起振条件，|ΓS1|>
|
ΓS1a|。
（6）选用电感来设计输出负载匹配电路，经公式计算可得其值为50nH。
（7）可将电路代入射频模拟软件分析验证。
九、Mathcad分析：
以实例分析的mathcad的分析结果为例，要求利用AT41511设计一800MHZ振荡器。
已知为AT41511的S参数，频率为800MHZ,电源为12VDC,负载阻抗为50Ω，求解反馈电路的电容值、谐振电路的电容值、输出负载匹配电路的电感值，等等。
首先列出AT41511的S参数，然后计算K值，看是否能使主动元件有起振的可能，等等，最后，分析结果看是否符合起振条件。
在结尾还列出了对于该题
设计的总的结果。
源程序见文件夹‘中文mcd’中的文件‘振荡器.mcd’。
根据源程序完成程序编制，改变参数完成振荡器的设计。
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中文简历|英文简历
简历编号：
05544|更新日期：
2012年2月26日
景晓斐（男35岁）
仪器·
仪表·
工业自动化·
电气|硬件工程师|10年|硕士|
个人信息
top
手
机：
电子：
modelfeifei126.
通讯地址：
酒仙桥10街坊17号楼
邮政编码：
100016
出生日期：
1977年12月26日
求职状态：
如果有更好的机会，我愿意考虑
户口所在地：
省·
婚姻状况：
已婚
毕业时间：
2002.7
政治面貌：
党员
最高学位：
国
籍：
中国
证件类型：
其他
民
族：
汉族
MSNMessenger：
个人主页：
英才网个人空间：
自我评价/职业目标
自我评价：
本人有8年的硬件开发经历，国家统考硕士研究生毕业，英语６级，长期在研发一线从事研发工作。
多年从事模拟与数字电路设计与调试，掌握传感器接口电路设计、小信号前置放大电路设计，声、光、磁信号检测电路设计；
熟悉直流电机、步进电机、舵机的控制与选型；
掌握单片机和ARM外围电路设计，单片机中AVR、430比较熟悉，ARM中NXP，ATMEL的片子比较熟悉；
嵌入式C程序设计有6年经验；
熟悉altera的FPGA电路设计，掌握verilog逻辑设计与仿真；
熟悉IT64系列6413、DM642，DSP的开发与应用；
熟悉通用的通信接口电路设计，熟悉工业仪表总线协议、掌握TCPIP协议，有7年的PCB设计经验；
做过多块多层板，掌握Protel、ADwinter、Allegro、PADS等系列软件的使用，有一定的EMC经验。
职业目标：
嵌入式系统硬件设计，电子电路硬件设计开发，无损检测仪器仪表开发；
工业控制与工业仪器仪表设计与开发。
职业技能与特长
其一：
掌握模拟电路设计,熟悉小信号电路放大,掌握传感器接口电路设计；
其二：
掌握数字系统设计,熟练使用verilog语言，熟悉lattices系列，Altera系列FPGA、CPLD；
其三：
掌握protle99se、ADwinter、Allegro、ORCAD、PADS等EDA软件进行电路的设计和多层PCB制版，六年年PCB布线经验,对EMI/EMC有一定的理解；
其四：
掌握C语言嵌入式系统编程，TMS32C6000DSP，ARM7（NXP，ATMEL），ARM9（ST）,AVR单片机、MSP430系列与外围电路设计与C程序开发。
其五：
熟悉数字信号处理算法和DSP结构、底层调试，算法移植。
其六：
熟悉工业仪表开发。
职业概况/求职意向
职业概况
参加工作年份：
是否有海外工作经验：
无
现在从事工作行业：
电气
现在从事工作职业：
电子·
电器·
通信技术类
现在职位级别：
高级职位（非管理类）
目前薪水：
税前元
求职意向
期望工作性质：
全职|兼职|临时
期望从事工作行业：
微电子|仪器·
期望从事工作职业：
电子工程师·
电路工程师|研发工程师|嵌入式系统软件开发
期望从事工作城市：
期望薪水：
面议
到岗时间：
面谈
工作经验
某公司
所属行业：
电气|公司性质：
|公司规模：
500-999人
公司简介：
2006.3-2010.12硬件工程师
工作地点：
区|工作性质：
全职|所在部门：
技术开发部|汇报人：
研发部总经理|下属：
人|：
职位类别：
通信技术类|职位级别：
工作职责和业绩：
项目1：
基于DSP的CIS字符识别系统
本人是本项目的负责人。
本系统是基于DSP实现字符识别。
控制部分采用ARM控制直流电机和位置传感器，算法实现的DSP采用TMS320C6413，实现字符识别算法，字符采集采用CIS传感器，CIS传感器采集图像数据由cyclone2的EP2C20-484实现，图像采集采用乒乓操作，用FPGA控制两个SDRAM实现乒乓操作，然后实现算法与图像采集连续执行，提高系统的识别速度。
本人作为项目负责人，负责系统方案设计、团队组成、项目计划的制定；
具体设计上，主要工作是编写与调试DSP底层代码、算法移植。
硬件方面完成了原理图设计，部分逻辑代码的调试。
项目2：
导览机器人项目
本人作为硬件部分项目负责人，完成了项目方案的选择，项目计划的起草、项目人员的安排。
项目设计中，本人设计了系统的电源部分、系统的硬件、软件框架、完成了本系统所有原理图的设计和部分程序调试。
本系统硬件部分包括：
充电系统、电源管理系统、直流电机、舵机控制系统、传感器（超声波、红外、跌落、触摸、碰撞）系统、通信系统（CAN总线）、表情显示系统、主控采用LPC2378，负责采集信号、控制以与与低功耗工控机通信。
制定与选型了语音合成、语音识别、人脸识别等工控机模块。
项目3：
硬币循环模块开发
本人是本产品的负责人。
本产品是基于硬币的循环，本人用ATMEL公司的ATSAM7X256实现控制系统，本系统通过UART和SPI扩展8个串口分别按照CCTALK协议等控制各个部件，然后在控制若干电磁阀、直流电机和光电开关，并且和机械、上位机配合，实现硬币的接收、找零、回收等功能。
该设备应用于地铁系统，已交付其他员工产品化。
项目4：
智能钱箱的控制器。
本人为项目负责人。
本产品实现纸币信息管理，和机械锁配合位置检测控制电磁阀，和指纹模块配合实现智能开锁。
本产品已经通过EMC测试，已经在试用。
本项目全过程由我来实施，从项目需求、接口协议、电路设计调试、一个人完成了项目全部。
用时3个月。
项目5：
基于ARM9的3千点消防控制器。
本产品和外公司合作开发。
我的任务是ARM9，STR912F44W底层软件开发，原理图设计。
本人完成了软件选型、驱动开发包括以太网在的所有底层驱动（除去USB），配合算法人员完成算法移植，该平台已经交付外单位人员开发应用产品。
项目6：
超声波探伤等项目的硬件设计；
本人辅助他人开发。
协助原理图设计、PCB调试。
该产品已经在全国销售。
项目7：
用单片机开发红外温控监测下位机系统；
通过红外通信来传递检测单元的检测信号，包括温度、湿度等模拟量。
实现系统的闭环调节。
改产品是研究生期间为外面单位设计，用红外38kHZ的调制信号完成系统控制。
项目8：
完成简易小成本灯塔控制器；
本人作为项目负责人。
本项目是为海上航标设计。
要求系统备份5个航标。
实现白天晚上自动切换关闭开启。
这个项目是弱电控制强电的比较简单的应用。
大学时候接的项目。
交付人家的时候就付账了。
项目9：
本项目用51单片机嵌入以太网通信（TCPIP/UDP）的射频（RC500，13.56MZH）监控器，产品已经应用于军队贵重物品监控；
该产品是研究生期间为外面单位设计，本人完成单片机选型、系统原理图设计、PCB调试。
项目10：
本人为项目负责人，本项目是基于ARM7的网络websever控制器，通过TCPIP以附件的形式向服务器发送水表流量；
本人设计硬件电路原理图，PCB和底层程序开发。
辅助协议移植。
该产品是为英国一个客户设计，已经交付使用。
项目11：
军用电池开关电源多类智能充电机。
该产品是研究生期间为外面单位设计，功能是锂电池、镍镉电池的智能充电控制，用AVR单片机产生PWM信号，控制开关电源实现恒流充电、恒压充电。
该产品荣获部队同类产品优质奖。
已经交付军方使用，并且结账。
产品1：
CIS字符识别模块
本人是本项目的负责人、主要工作是FPGA逻辑设计、原理图设计、PCB设计、DSP底层以与算法移植。
本系统是基于光传感器CIS和FPGA、DSP的识别系统。
算法实现的DSP采用TMS320C6413，实现字符识别算法，字符采集采用FPGA控制CIS传感器，CIS传感器采集图像数据由cyclone2的EP2C8——256实现。
产品2：
磁致伸缩液位测量仪表的开发
本产品中，本人参与了传感器的选择与调试、前端模拟电路的设计与调试、MSP430F2272单片机的程序编写，HART协议的编写与实现。
本人对工业仪表产生了比较浓厚的兴趣，也有兴趣逐步开发其他工业仪表。
产品3：
测试芯片用的精密模拟测量单元
主要研发产品功能单元有芯片测试精密模拟测量单元；
主要功能是加压测流，加流测压，测量进度保持在万分之五。
主要用FPGA控制AD、DA数据采集，模拟电路的设计，主要应用与集成电路芯片、模拟芯片的测试。
制作4层PCB板，AD6.7软件。
verilog程序设计。
本产品设计调试一共用了7个月，实现板载测试通过。
产品4：
时间测量单元，TMU
时间测量单元；
本单元主要是测量芯片的上升时间和下降时间，用高速比较器实现信号的扑捉，FPGA扑捉电平变化时间。
系统测量精度为5ns，我是主要设计人员，负责系统原理图设计、系统的调试。
产品5：
大功率程控电源；
可编程电子负载模块
本产品主要是大电流恒流源的制作，本电路设计的难点是系统的精度，由于电流比较大（3A），系统的散热等等难点。
本人设计原理图、4层PCB板，完成了系统的初步调试，由于单位人事变动，交与硬件组其他人员负责。
产品6：
ATM控制模块。
本产品主要和机械配合实现ATM的核心模块，是典型的机电一体化项目。
主要包括步进电机控制、三相无刷直流电机控制、纸币位置光电检测等技术。
本人实现了原理图、PCB设计、部分程序编写、电路调试过程。
产品7：
人民币鉴伪模块。
本产品是纸币识别器，主要包括弱信号处理，小信号放大处理，光谱信号处理，365nm、624nm、980nm光信号发射与信号的检测检测，然后交付AD、ARM程序分析信号，实现算法分析。
系统包括直流电机的控制；
纸币位置检测；
本人从市场分析、需求分析、计划制定、原理图设计、PCB设计、系统调试、ARM7程序编写、电路调试、产品试制、EMC、温度环境检测全过程的开发和管理，这个产品已经在运行中。
本人作为硬件经理领导硬件团队完成这项工作。
这个项目用时10个月。
产品8：
LED大屏幕控制系统，发送卡，接收卡
本系统的数据流分为控制数据和显示数据。
控制数据由PC机上的软件发出，发送卡的FPGA接收控制数据，判定是控制发送卡还是控制接收卡的数据，如果是控制接收卡，则通过千兆网络将数据发送至接收卡。
从DVI接口解码出显示数据后由FPGA缓存入SDRAM，然后在读出数据时按照显示屏要求对数据块结构作一定调整后再由千兆以太网打包发送至接收卡，接收卡接收，通过数据处理，HUB接模组播放视频等显示文件。
本人协助开发，主要负责接收卡驱动模组部分，FPGA程序的编写，硬件电路设计与调试等研发容，另外还有整个系统的技术支持。
也协助从事本产品的市场推广。
产品9：
LED大屏幕智能打点软件本软件作为系统的配套软件，用VC2008编写，测试模组的走点顺序，生成FPGA程序解析文件，然后辅助编写FPGA程序。
产品10：
HART仪表测试软件本软件作为HART仪表的配套软件，本人用VC2008编写，测试公司仪表HAR通信部分。
产品11：
TDR导波雷达液位测量仪表开发本人作为产品的负责人开发此产品，本产品发射1ns的脉冲波，然后通过等效时间采样来实现液位的测量。
研究生课题：
天然气管道音波检测系统。
本设计是研究生课题。
研究天然气管道的传输特性，低频音波的传输特性，泄露信号的特点。
本设计难点在于国没有同类型产品，泄露信号属于小信号，信号的提取属于难中之难，传感器的选择比较重要，由于是我开始第一次设计此产品，本人选择了国的压力场声电容传感器，经过如信号前置放大器，信号滤波单元、AD采集、单片机控制、数据传输等环节，上位机实现算法分析，包括频谱分析FFT，功率谱密度，相关函数等算法，和界面、底层驱动的开发，在车间搭建了高压管道，用气泵为管道打压，系统有效的把电机的干扰去掉，传感器实现了信号的采集，系统实现了泄露信号的检测。
本系统我一个人设计，通过了研究生答辩。
如果有公司也是从事类似的研发，本人愿意降薪甚至低薪从事这样方向的产品研发。
包括团队的组建和产品的筹划。
项目管理经验
2009.8-至今基于CIS的DSP字符识别|项目负责人
软件环境：
VC++,CCS3.3,IAR,QUARTUSII
硬件环境：
DSP,ARM,FPGA
开发工具：
项目描述：
实现外币以与纸币的识别。
项目职责：
开发主管，负责计划的制定，工作的分配，程序编制，硬件设计与调试，算法移植优化。
教育背景
工业大学
2003.9-2006.3测试计量技术与仪器仪表硕士|硕士|
专业类别：
电子信息科学类
专业描述与主修课程：
“测试计量技术与仪器”学科是我国恢复高考之后，第一批（1981年）获得硕士授予权的学科，该学科在2005年获得博士学位授予权。
在校期间信息
班级人数：
60人|班级排名：
前10名|学生干部：
|担任职务：
奖
学
金：
获奖时间：
其他奖励：
多次获得大学奖学金
校外活动：
学校和学院学生会干部
1998.9-2002.7检测技术与仪器仪表本科|学士|
人|班级排名：
|学生干部：
校内外活动：
语言与方言
英语：
熟练
听：
|说：
良好|读：
|写：
等级考试：
大学英语考试六级
成
绩：
通过
日语：
一般
|说：
|读：
等
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