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频率合成器设计
摘要
频率合成器是利用一个或多个标准信号,通过各种技术途径产生大量离散频率信号的设备。本文系统地阐述了锁相环频率合成器的基本工作原理,较深入地分析了锁相环路的组成和工作过程,建立其相位模型以及动态方程,并且对环路滤波器和各组成部分进行了详细的分析。在此基础上,针对CD4046系统的技术特点,以集成数字锁相芯片为核心精心设计了频率合成电路,构成了多频点输出频率合成器。为了改善环路的捕获性能,进一步抑制鉴相器输出电压中的载频分量和高频噪声,降低由VCO控制电压的不纯而引起的寄生输出以及其他各种杂散噪声,对环路滤波器进行了重点设计,合理选择和计算了环路的参数,进而使得集成锁相环频率合成电路的功能得到了充分发挥,为CD4046系统提供了良好的本振源。
关键词:频率合成器锁相环路 CD4046
目录
引言............................................................ 3
第一章频率合成基本原理.......................................... 4
频率合成的概念............................................. 4
频率合成器的主要技术指标................................... 5
锁相频率合成器.............................................. 5
第二章锁相环路的基本工作原理和CD4046的介绍..................... 6
锁相环路的工作原理......................................... 6
锁相环路各组成部分的作用................................... 6
数字式锁相环路CD4046 ...................................... 7
CD4046的介绍.............................................. 8
CD4046工作原理............................................ 9
CD4046典型应用电路........................................ 9
第三章频率合成器的设计与制作................................... 11
实验的设计指标和要求...................................... 11
设计步骤.................................................. 11
设计电路图................................................ 12
电路板制作................................................. 12
总结........................................................... 14
参考文献......................................................... 15
引言
频率合成是以一个或少量的高准确度和高稳定度的标准频率作为参考频率,由此导出多个或大量的输出频率,这些输出频率的准确度与稳定度与参考频率是一致的。频率合成在通信、雷达、测控、仪器仪表等电子系统中有广泛的应用, 频率合成器有直接式频率合成器、直接数字式频率合成器及锁相频率合成器三种基本模式。前两种属于开环系统,具有频率转换时间短,分辨率较高等优点。而锁相频率合成器是一种闭环系统,其频率转换时间和分辨率均不如前两种好,但其结构简单,成本低,并且输出频率的准确度不亚于前两种,因此本文采用基于锁相环(
PLL)技术的锁相频率合成。
PLL的好处包括:
(1)易于集成到IC中。
(2)无线信道间隔中的灵活性。
(3)可获得高性能。
(4)频率合成器外形尺寸较小。
第一章频率合成基本原理
频率合成的概念
频率合成是指由一个或多个频率稳定度和精确度很高的参考信号源通过频率域的线性运算,产生具有同样稳定度和精确度的大量离散频率的过程。实现频率合成的电路叫频率合成器,频率合成器是现代电子系统的重要组成部分。