17【毕业设计】频率合成器的设计与分析文档

对个定频，为常数，即定频率信号的相位变化与时间成线性关系，用相位累加器来实现这个线性关系。

不同的什需要不同的输出，这就可用不同的值加到相位累加器来完成。

当最低有效位为加到相位累加器时，产生最低的频率，在时钟的作用下，经过了位累加器的个状态输出频率为。

加任意的值累加器，则的输出频率为图的组成框图在时钟的作用下，相位累加器通过查表，得到对应于输出频率的量化振幅值，通过变换，得到连续的量化振幅值，再经过低通滤器滤波后，就可得到所需频率的模拟信号。

改变中的数据值，就可以得到不同的波形，如正弦波﹑三角波﹑方波﹑锯齿波等周期性的波形。

有如下特点频率换时间短，可达级，这主要取决于累加其变换成模拟信号。

最低输出频率的波形会有个不同的点。

同样的数据输出速率，但存储器中的值每隔个值输出个，就能产生二倍频率的波形。

以同样的速率，每隔个点输出就得到倍频率的波形。

频率分辨率与最低频它采用全数字技术，具有分辨率高，频率转换时间短﹑相位噪声低等特点﹑差具有很强的调制功能和其它功能。

的基本思想是在存储器中存入正弦波的个均匀间隔样值，然后以均匀速度把这些样值输出到数模变换器，将合成器﹑小数分频锁相频率合成器以及多环锁相频率合成器等的性能比基本锁相频率合成器有了明显的改善，满足了各类应用的需求。

直接数字式频率合成器直接数字式频率合成器是近年来发展非常迅速的种器件为提高频率分辨率应取较低的而转换时间也取决于，为使转换时间短应取较高的，这两者是矛盾的。

另外，可变分频器和下变频的简单方法并不能从根本上解决这些矛盾。

近年来出现的变模分频锁相频率过混频将频率下移，如图所示。

图下变频锁相频率合成器混频后用低通滤器取出差频分量，分频器输出频率为因此总之，锁相频率合成器的频率分辨率取决于相频率合成器采用了前置分频器之后，以许合成器得到较高的工作频率，但是因为是固定的，输出频率只能以为增量变化，合成器的分辨率下降了。

避免可编程分频器工作频率过高的另个途径是，用个本地振荡器通比，超高速器件的上限频率可达千兆赫以上。

若在可变分频器之前串接固定分频器的前置分频器，则可大大提高的工作频率，如图所示。

前轩分频器的分频比为，则可得图有前置分频器的锁合成器的另个问题是输出是直接加到可变分频器上的，而这种可编程分频器的最高工作频率可能比所要求的合成器工作频率低得多，因此在很多场合基本频率合成器是不适用的。

固定分频器的工作频率明显高于可变分频线性性能，精确的表达式目前还难为导出，工程上常用的经验公式为转换时间大约为个参考频率的周期。

分辨率与转换时间成反比。

例如，则，这显然难以满足系统的要求。

基本锁相频率下几个问题。

首先，从式子可知道，频率分辨率等于，即输出频率只能以参考频率为增量来改变。

为了提高频率合成器频率分辨率就必须将减小，然而这与转换时间短是相矛盾的。

因为转换时间取决于锁相环的非得大量频率的方法。

如果用可编程分频来实现分频比，就很容易按增量来改变输出频率。

带有可编程分频器的锁相环为合成大量频率提供了种方法，合成频率都是参考频率的整数倍。

这种基本的锁相频率合成器存在以图基本锁相环频率合成器输出频率经分频得到所以输出频率是参考频率的整数倍，即这样，环中带有分频器的锁环就提供了种从单个参考频率获率合成器中所固有的那些缺点，如体积庞大﹑成本高﹑输出端出现的寄生频率等，在应用锁相环路的频率合成器中就大大减少了。

基本的锁相频率合成器如图所示。

当锁相环锁定后，相位检波器两输入端的频率是相同的，即﹑输出信号频谱纯度高等。

最大的缺点就是体积大﹑笨重﹑成本高。

间接式频率合成器间接式频率合成器又称为锁相频率合成器，利用锁相环构成频率合成器。

锁相频率合成器是目前应用最广泛的频率合成器。

直接式频频后得到，因而合成器输出频率的准确度和稳定度与参考源样，现在难解难分大多数直接式频率合成器都采用这种方法。

直接式频率合成器的显著特点是分辨率高﹑频率转换速度快﹑工作稳定可靠所需的各种频率分别由这些参考源提供。

它的缺点在于制作具有相同频率稳定性和精度的多个晶体参考频率源既复杂又困难，而且成本很高。

相关合成法只使用个晶体参考频率源，所需要的各种频率都由它经过分频﹑混频和倍理简单，易于实现。

其合成方法大致可分为两种基本类型种是所谓非相关合成方法另种称为相关合成方法。

这两种方法之间的主要区别是所使用的参考起源率源数目不同而已。

非相关合成法使用多个晶体参考频率源，所理简单，易于实现。

其合成方法大致可分为两种基本类型种是所谓非相关合成方法另种称为相关合成方法。

这两种方法之间的主要区别是所使用的参考起源率源数目不同而已。

非相关合成法使用多个晶体参考频率源，所需的各种频率分别由这些参考源提供。

它的缺点在于制作具有相同频率稳定性和精度的多个晶体参考频率源既复杂又困难，而且成本很高。

相关合成法只使用个晶体参考频率源，所需要的各种频率都由它经过分频﹑混频和倍频后得到，因而合成器输出频率的准确度和稳定度与参考源样，现在难解难分大多数直接式频率合成器都采用这种方法。

直接式频率合成器的显著特点是分辨率高﹑频率转换速度快﹑工作稳定可靠﹑输出信号频谱纯度高等。

最大的缺点就是体积大﹑笨重﹑成本高。

间接式频率合成器间接式频率合成器又称为锁相频率合成器，利用锁相环构成频率合成器。

锁相频率合成器是目前应用最广泛的频率合成器。

直接式频率合成器中所固有的那些缺点，如体积庞大﹑成本高﹑输出端出现的寄生频率等，在应用锁相环路的频率合成器中就大大减少了。

基本的锁相频率合成器如图所示。

当锁相环锁定后，相位检波器两输入端的频率是相同的，即图基本锁相环频率合成器输出频率经分频得到所以输出频率是参考频率的整数倍，即这样，环中带有分频器的锁环就提供了种从单个参考频率获得大量频率的方法。

如果用可编程分频来实现分频比，就很容易按增量来改变输出频率。

带有可编程分频器的锁相环为合成大量频率提供了种方法，合成频率都是参考频率的整数倍。

这种基本的锁相频率合成器存在以下几个问题。

首先，从式子可知道，频率分辨率等于，即输出频率只能以参考频率为增量来改变。

为了提高频率合成器频率分辨率就必须将减小，然而这与转换时间短是相矛盾的。

因为转换时间取决于锁相环的非线性性能，精确的表达式目前还难为导出，工程上常用的经验公式为转换时间大约为个参考频率的周期。

分辨率与转换时间成反比。

例如，则，这显然难以满足系统的要求。

基本锁相频率合成器的另个问题是输出是直接加到可变分频器上的，而这种可编程分频器的最高工作频率可能比所要求的合成器工作频率低得多，因此在很多场合基本频率合成器是不适用的。

固定分频器的工作频率明显高于可变分频比，超高速器件的上限频率可达千兆赫以上。

若在可变分频器之前串接固定分频器的前置分频器，则可大大提高的工作频率，如图所示。

前轩分频器的分频比为，则可得图有前置分频器的锁相频率合成器采用了前置分频器之后，以许合成器得到较高的工作频率，但是因为是固定的，输出频率只能以为增量变化，合成器的分辨率下降了。

避免可编程分频器工作频率过高的另个途径是，用个本地振荡器通过混频将频率下移，如图所示。

图下变频锁相频率合成器混频后用低通滤器取出差频分量，分频器输出频率为因此总之，锁相频率合成器的频率分辨率取决于，为提高频率分辨率应取较低的而转换时间也取决于，为使转换时间短应取较高的，这两者是矛盾的。

另外，可变分频器和下变频的简单方法并不能从根本上解决这些矛盾。

近年来出现的变模分频锁相频率合成器﹑小数分频锁相频率合成器以及多环锁相频率合成器等的性能比基本锁相频率合成器有了明显的改善，满足了各类应用的需求。

直接数字式频率合成器直接数字式频率合成器是近年来发展非常迅速的种器件，它采用全数字技术，具有分辨率高，频率转换时间短﹑相位噪声低等特点﹑差具有很强的调制功能和其它功能。

的基本思想是在存储器中存入正弦波的个均匀间隔样值，然后以均匀速度把这些样值输出到数模变换器，将其变换成模拟信号。

最低输出频率的波形会有个不同的点。

同样的数据输出速率，但存储器中的值每隔个值输出个，就能产生二倍频率的波形。

以同样的速率，每隔个点输出就得到倍频率的波形。

频率分辨率与最低频率样。

基个限频率由速率决定，与所有的工作频率有关。

的组成图如图的示，它由相位累加器﹑只读存储器﹑数模转换器和低通滤波器组成，图中为时钟。

相位累加器和构成数控振荡器。

相位累加器的长度，用频率控制字去迭制相位累加器的次数。

对个定频，为常数，即定频率信号的相位变化与时间成线性关系，用相位累加器来实现这个线性关系。

不同的什需要不同的输出，这就可用不同的值加到相位累加器来完成。

当最低有效位为加到相位累加器时，产生最低的频率，在时钟的作用下，经过了位累加器的个状态输出频率为。

加任意的值累加器，则的输出频率为图的组成框图在时钟的作用下，相位累加器通过查表，得到对应于输出频率的量化振幅值，通过变换，得到连续的量化振幅值，再经过低通滤器滤波后，就可得到所需频率的模拟信号。

改变中的数据值，就可以得到不同的波形，如正弦波﹑三角波﹑方波﹑锯齿波等周期性的波形。

有如下特点频率换时间短，可达级，这主要取决于累加器中数字电路的门延迟时间分辨率高，可达级，这取决于累加器的字长和参考时钟。

如则分辨率频率变换时相位连续非常的相位噪声。

其相位噪声由参考时钟的纯度确定，随改善，为输出频率和整形电路，可将脚输入的左右的微弱输入信号变成方波或脉冲信号送至两相位比较器。

源跟踪器是增益为的放大器，的输出电压经源跟踪器至脚作解调用。

齐纳二极管可单独使用，其稳压值为，若与电路匹配时，可用作辅助电源。

综上所述，工作原理如下输入信号从脚输入后，经放大器进行放大整形后加到相位比较器ⅠⅡ的输入端，图开关拨至脚，则比较器Ⅰ将从脚输入