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摘要：随着科技水平的不断提高，对信息传输质量的要求也随之提高，研究一种低噪声射频调幅信号解调电子装置是具有现实意义的。基于此，本文探究了低噪声射频调幅信号解调电子装置的总体设计，对硬件设计进行研究，包括基带放大器设计、大信号二极管包络检波器设计、中频放大器设计、滤波器设计、混频器设计、本振信号设计、前级低噪声放大器设计和电源转换模块设计，并讨论了其测试结果。
关键词：低噪声；射频调幅信号；信号解调；电子装置
前言：
面对现代通信技术的发展现状，人们对射频调幅信号解调的要求越来越高，需要从设计的角度对低噪声射频调幅信号解调电子装置进行研究，借助先进性的科学技术手段帮助该装置顺利实施。研究低噪声射频调幅信号解调电子装置，保证接收到的射频信号具有带宽高、噪声低和增益高的特点，避免因处理不到位导致的失真问题，推动我国科技水平的进步与发展。
一、低噪声射频调幅信号解调电子装置的总体设计
研究这种低噪声射频调幅信号解调电子装置需要从其总体设计进行入手，了解其组成模块和设计特点。在组成模块方面，该装置共有八个模块，分别为NE5532基带放大器、大信号二极管包络检波器、带AGC的中频放大器模块、陶瓷滤波器、AD831混频器模块、ADF4351本振模块、带AGC的前级低噪声放大器和电源转换模块。在设计特点方面，总体设计具有有效性，可以实现调幅信号无失真解调，让输出幅度能够稳定在1V，且误差不超过0.1V，保证了低噪声的设计特点。
二、低噪声射频调幅信号解调电子装置的硬件设计
（一）基带放大器设计
基带放大器的设计是通过高性能低噪声双运算放大器集成电路实现的，即NE5532，NE5532可以稳定输出幅度，将调制信号的固定增益放大，具有低噪声的特点[1]。另外，小信号带宽和输出驱动能力也符合总体设计的需求，所使用的电源电压范围较大，在使用方面能够适应多种环境的要求。
（二）大信号二极管包络检波器设计
大信号二极管包络检波器的设计是通过AM解调电路实现的，所使用的二极管为1N60二极管，以此进行包络检波工作。二极管具有单向导通性，在实际的工作过程中处于导通和截止两种位置，在反复导通截止中帮助電路的充放电达到相对平衡的状态，实现调制信号的解调。
（三）中频放大器设计
中频放大器的设计是通过电流反馈运算放大器和可变增益放大芯片实现的，两种器件共同组成中频放大器，且该中频放大器带有AGC系统。其中，可变增益放大芯片的范围在-2.5dB至42.5dB区间内，截止通频带为500MHz。
（四）滤波器设计
在滤波器的设计中，通过陶瓷滤波器进行实现，且频率为10.7MHz，带宽为100KHz，以此将超出范围的频率分量进行滤除，实现对中频滤波器的有效设计，是低噪声射频调幅信号解调电子装置硬件设计的其中一种。
（五）混频器设计
在混频器的设计中，所使用的混频器为AD831，具有单芯片、低失真和宽动态范围的特点。在5V或-5V的电源条件下，LO端口、IF端口和RF端口都能可以为交流或直流耦合，LO端口和RF端口的输入工作频率较高，最高可至500MHz
（六）本振信号设计
本振信号设计是通过集成电压控制振荡器和切比雪夫低通滤波器实现的，为了产生本振信号，需要对其电路进行合理的设计。在该设计中使用的集成电压控制振荡器为ADF4351，具有低噪声的特点，输出频率在35MHz至4400MHz区间内，扫频步进最高可至1kHz，以微秒作为锁定时间级别，让整体具有精确性。在ADF4351的作用下，输出信号在110.7MHz至510.7MHz的区间内，并且让信号在10阶切比雪夫低通滤波器中通过，实现正弦波输出，从而完成本振信号的设计。
（七）前级低噪声放大器设计。
在该设计中，需要使用到线性射频管、线性放大器、6位数字衰减器和检波器件，且具有不同的设计规格，并符合设计中对低噪声的要求。具体信息如下：
第一，线性射频管为TQP3M9009，增益为21.8dB，工作频率在50MHz至4000MHz的区间内，且在1.9GHz工作频率时噪声系数为1.3dB[2]。
第二，线性放大器为ADL5536，增益为20dB，工作频率在20MHz至1000MHz的区间内，且在，380MHz工作频率时噪声系数为2.7dB。
第三，6位数字衰减器为PE4302，工作频率在DC至40GHz的区间内。
第四，检波器件为AD8361，能够适应多种检波，包括QAM和CDMA等。
为了让每一级的增益能够保持稳定，通过TQP3M9009与ADL5536的作用实现三级固定增益放大，结合各级之前阻抗匹配引起的衰减，达到对增益的有效控制。对单级PE4302进行控制可以实现数控AGC，这是通过读取AD8361对输出信号幅度的检测结果实现的，且进行读取的部分为STM32。
（八）电源转换模块设计
在对电源转换模块进行设计的过程中，所使用到的器件包括电流模式升压变换器和单片集成控制电路。电流模式升压变换器为SX1308，它可以将锂电池输出的电压转换为5V，单片集成控制电路为MC34063A，它可以将电压从5V转换为-5V，实现对整个装置的基础供电。
三、低噪声射频调幅信号解调电子装置的测试成果
使用工作频率为500MHz的Tektite MDO3054数字示波器、DSG815信号源和MOTECH LPS-305型电源对设计出的装置进行测试，保持环境温度在25摄氏度左右，且没有受到来自其他方面的干扰。调制信号频率测试结果如表1所示，且测试时输入信号为1mV，输入载波频率为300MHz。
从测试结果可以看出，当调制频率在300Hz至5000Hz区间时，输出信号幅度符合1V±0.1V的要求，具有稳定性，说明低噪声射频调幅信号解调电子装置是具有可行性的。
结论：综上所述，研究低噪声射频调幅信号解调电子装置符合社会现代化的发展趋势，应用先进的科学技术和设计理念完成对该装置的设计和试验，将理论概念转换成可进行实施的电子装置，实现对我国通信技术的推动。在装置的总体设计中确定整体框架，分别对硬件进行设计保证装置的完善程度，在测试中确认装置的可行性，实现对低噪声射频调幅信号解调电子装置的有效研究。
参考文献：
[1].东芝低噪声射频放大器推出实现低噪声系数的SOI工艺[J].半导体信息，2018（01）：13-14.
[2]曲明，翟越，王楠.基于射频收发应用的低噪声频率综合器设计[J].无线电通信技术，2017，43（03）：76-80.
作者简介：
方译权，男，广东揭阳，1997年6月出生，学历：本科，研究方向：通信工程专业。
关键词：低噪声；射频调幅信号；信号解调；电子装置
前言：
面对现代通信技术的发展现状，人们对射频调幅信号解调的要求越来越高，需要从设计的角度对低噪声射频调幅信号解调电子装置进行研究，借助先进性的科学技术手段帮助该装置顺利实施。研究低噪声射频调幅信号解调电子装置，保证接收到的射频信号具有带宽高、噪声低和增益高的特点，避免因处理不到位导致的失真问题，推动我国科技水平的进步与发展。
一、低噪声射频调幅信号解调电子装置的总体设计
研究这种低噪声射频调幅信号解调电子装置需要从其总体设计进行入手，了解其组成模块和设计特点。在组成模块方面，该装置共有八个模块，分别为NE5532基带放大器、大信号二极管包络检波器、带AGC的中频放大器模块、陶瓷滤波器、AD831混频器模块、ADF4351本振模块、带AGC的前级低噪声放大器和电源转换模块。在设计特点方面，总体设计具有有效性，可以实现调幅信号无失真解调，让输出幅度能够稳定在1V，且误差不超过0.1V，保证了低噪声的设计特点。
二、低噪声射频调幅信号解调电子装置的硬件设计
（一）基带放大器设计
基带放大器的设计是通过高性能低噪声双运算放大器集成电路实现的，即NE5532，NE5532可以稳定输出幅度，将调制信号的固定增益放大，具有低噪声的特点[1]。另外，小信号带宽和输出驱动能力也符合总体设计的需求，所使用的电源电压范围较大，在使用方面能够适应多种环境的要求。
（二）大信号二极管包络检波器设计
大信号二极管包络检波器的设计是通过AM解调电路实现的，所使用的二极管为1N60二极管，以此进行包络检波工作。二极管具有单向导通性，在实际的工作过程中处于导通和截止两种位置，在反复导通截止中帮助電路的充放电达到相对平衡的状态，实现调制信号的解调。
（三）中频放大器设计
中频放大器的设计是通过电流反馈运算放大器和可变增益放大芯片实现的，两种器件共同组成中频放大器，且该中频放大器带有AGC系统。其中，可变增益放大芯片的范围在-2.5dB至42.5dB区间内，截止通频带为500MHz。
（四）滤波器设计
在滤波器的设计中，通过陶瓷滤波器进行实现，且频率为10.7MHz，带宽为100KHz，以此将超出范围的频率分量进行滤除，实现对中频滤波器的有效设计，是低噪声射频调幅信号解调电子装置硬件设计的其中一种。
（五）混频器设计
在混频器的设计中，所使用的混频器为AD831，具有单芯片、低失真和宽动态范围的特点。在5V或-5V的电源条件下，LO端口、IF端口和RF端口都能可以为交流或直流耦合，LO端口和RF端口的输入工作频率较高，最高可至500MHz
（六）本振信号设计
本振信号设计是通过集成电压控制振荡器和切比雪夫低通滤波器实现的，为了产生本振信号，需要对其电路进行合理的设计。在该设计中使用的集成电压控制振荡器为ADF4351，具有低噪声的特点，输出频率在35MHz至4400MHz区间内，扫频步进最高可至1kHz，以微秒作为锁定时间级别，让整体具有精确性。在ADF4351的作用下，输出信号在110.7MHz至510.7MHz的区间内，并且让信号在10阶切比雪夫低通滤波器中通过，实现正弦波输出，从而完成本振信号的设计。
（七）前级低噪声放大器设计。
在该设计中，需要使用到线性射频管、线性放大器、6位数字衰减器和检波器件，且具有不同的设计规格，并符合设计中对低噪声的要求。具体信息如下：
第一，线性射频管为TQP3M9009，增益为21.8dB，工作频率在50MHz至4000MHz的区间内，且在1.9GHz工作频率时噪声系数为1.3dB[2]。
第二，线性放大器为ADL5536，增益为20dB，工作频率在20MHz至1000MHz的区间内，且在，380MHz工作频率时噪声系数为2.7dB。
第三，6位数字衰减器为PE4302，工作频率在DC至40GHz的区间内。
第四，检波器件为AD8361，能够适应多种检波，包括QAM和CDMA等。
为了让每一级的增益能够保持稳定，通过TQP3M9009与ADL5536的作用实现三级固定增益放大，结合各级之前阻抗匹配引起的衰减，达到对增益的有效控制。对单级PE4302进行控制可以实现数控AGC，这是通过读取AD8361对输出信号幅度的检测结果实现的，且进行读取的部分为STM32。
（八）电源转换模块设计
在对电源转换模块进行设计的过程中，所使用到的器件包括电流模式升压变换器和单片集成控制电路。电流模式升压变换器为SX1308，它可以将锂电池输出的电压转换为5V，单片集成控制电路为MC34063A，它可以将电压从5V转换为-5V，实现对整个装置的基础供电。
三、低噪声射频调幅信号解调电子装置的测试成果
使用工作频率为500MHz的Tektite MDO3054数字示波器、DSG815信号源和MOTECH LPS-305型电源对设计出的装置进行测试，保持环境温度在25摄氏度左右，且没有受到来自其他方面的干扰。调制信号频率测试结果如表1所示，且测试时输入信号为1mV，输入载波频率为300MHz。
从测试结果可以看出，当调制频率在300Hz至5000Hz区间时，输出信号幅度符合1V±0.1V的要求，具有稳定性，说明低噪声射频调幅信号解调电子装置是具有可行性的。
结论：综上所述，研究低噪声射频调幅信号解调电子装置符合社会现代化的发展趋势，应用先进的科学技术和设计理念完成对该装置的设计和试验，将理论概念转换成可进行实施的电子装置，实现对我国通信技术的推动。在装置的总体设计中确定整体框架，分别对硬件进行设计保证装置的完善程度，在测试中确认装置的可行性，实现对低噪声射频调幅信号解调电子装置的有效研究。
参考文献：
[1].东芝低噪声射频放大器推出实现低噪声系数的SOI工艺[J].半导体信息，2018（01）：13-14.
[2]曲明，翟越，王楠.基于射频收发应用的低噪声频率综合器设计[J].无线电通信技术，2017，43（03）：76-80.
作者简介：
方译权，男，广东揭阳，1997年6月出生，学历：本科，研究方向：通信工程专业。