数字频率合成器设计.ppt

第4章数字频率合成器的设计
本章内容
数字频率合成器的设计任务
数字频率合成器的组成及工作原理
数字频率合成器的设计
电子产品设计报告的撰写
数字频率合成器的设计任务
利用锁相环和中小规模集成电路设计并制作一个数字频率合成器,设计要求如下:
1、设计指标:
(1)要求频率合成器输出的频率范围;
(2)频率间隔为;
(3)基准频率采用晶体振荡频率,要求用数字电路设计,频率稳定度应优于;
(4)数字显示输出频率;
(5)频率调节采用计数方式,电路设计中要求有消抖动设计。
数字频率合成器的设计任务
2、设计要求:
(1)要求设计出数字锁相式频率合成器的电路。
(2)数字锁相式频率合成器的各部分参数计算和器件选择。
(3)数字锁相式频率合成器的仿真与调试。
3、制作要求:
自行装配和调试,并能发现问题解决问题。测试主要参数:包括晶体振荡器输出频率;1/M分频器输出频率;1/N可编程分频器的测试;锁相环的捕捉带和同步带测试。
4、设计报告的撰写
写出设计与制作的全过程,。
数字频率合成器的组成及工作原理
频率合成器是现代通信设备的重要组成部分,频率合成技术是将一个高稳定度和高准确度的基准频率经过四则运算,产生同样稳定度和准确度的任意频率。锁相式频率合成器,其优点是可以实现任意频率和带宽的频率合成,具有极低的相位噪声和杂散。是目前应用最为广泛的一种频率合成方法。
数字频率合成器的组成
数字锁相式频率合成器根据信道间隔和工作频率可分为直接式频率合成器和吞脉冲式频率合成器。
数字频率合成器的组成及工作原理
1、直接式频率合成器
典型的直接式频率合成器组成框图如图4-1所示。它由参考振荡器、参考分频器、鉴相器(PD)、环路滤波器(LF)、压控振荡器(VCO)和可编程分频器等部分组成。
数字频率合成器的组成及工作原理
2、吞脉冲式频率合成器
吞脉冲式频率合成器也称变模分频频率合成器。在直接式频率合成器中,VCO的输出频率是直接加在可编程分频器上的。目前可编程分频器还不能工作到很高的频率,这就限制了这种合成器的应用。加前置分频器后固然能提高合成器的工作频率,但这是以降低频率分辨力为代价的。若以减小参考频率的办法来维持原来的频率分辨力,这又将造成转换时间的加长。最好的办法在不改变频率分辨力的同时提高合成器输出频率的有效方法之一是采用变模分频器,也称吞脉冲技术。它的工作速度虽不如固定模数的前置分频器那么快,但比可编程分频器要快得多。
数字频率合成器的组成及工作原理
吞脉冲式频率合成器组成框图如图4-2所示。
数字频率合成器的组成及工作原理
锁相环路的工作原理
锁相环(PLL)是一个相位误差控制系统,利用反馈控制原理实现频率及相位的同步技术。锁相环通过比较输入信号和压控振荡器输出频率之间的相位差,产生误差控制电压来调整压控振荡器的频率,以达到与输入信号同频。
1、锁相环路的组成
锁相环路的基本组成框图如图4-3所示。它由鉴相器(PD)、环路滤波器(LF)和压控振荡器(VCO)三部分组成。其中,PD和LF构成反馈控制器,而VCO就是它的控制对象。
数字频率合成器的组成及工作原理
(1)鉴相器(PD)
鉴相器的组成框图如图4-4所示,它是一个相位比较装置。它把输入信号和压控振荡器的输出信号的相位进行比较,产生对应于两信号相位差的误差电压。