《宽带捷变频率合成器的研制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《宽带捷变频率合成器的研制（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、合肥工业大学 硕士学位论文 宽带捷变频率合成器的研制 姓名：王勇 申请学位级别：硕士 专业：测试计量技术与仪器 指导教师：吕国强 20100301 宽带捷变频率合成器的研制 摘要 捷变频率合成器是现代电子系统的重要组成部分，在军用通 信、雷达和制导等设备中有着广泛的应用。随着现代电子技术的发 展，系统对频率合成器的精度、频率分辨率、跳频时问和频谱纯度 等指标提出了越来越高的要求。本课题主要对S 波段的频率合成 器进行了研究，提出并研制了一款基于锁相坏( PL L ) 技术与直接 数字频率合成( D D S ) 技术的S 波段捷变频率合成器。 本文首先介绍了锁相环的基本结构、相位模型、频率相应、
2、噪 声和杂散性能。然后分析了直接数字频率合成器的基本结构、工作 原理、杂散来源、输出频谱特性。 接着介绍了D D S + PL L 频率合成器常用组合方案，对不同方案 中的相位噪声、杂散、频率转换速度进行了分析。并结合不同方案 的优缺点，依照项目要求，选用性能优良的D D S 和P L L 芯片，提出 利用“DD S + P L L + 混频+ 倍频 的频率合成方案来制作宽带、低 相噪、高分辨率、捷变频率合成器，并论证方案可行性。 最后对电路各组成部分的具体设计制作了进行介绍，而且列出 了各模块的测试结果。 实验测试结果表明，我们提出的实际方案是可行的，频率合成 器的各项性能指标均达到了设计要
3、求。频率合成器频率步进为 50 0 k H Z ，在2 3 2 95G H Z 范围内，相位噪声达到一90 d B c H z lk H Z ， 一10 0d Bc H Z lMH Z ，相关杂散优于一60 d Bc ，跳频时间为20g s 。 关键字：D DS ，PLL ，相位噪声，杂散，跳频，频率合成 T h ed e v e l o p m e n to fw i d e b a n df a s th o p p i n g l r e qU e n c VS V n t h e s i z e r 1 1 1 V A B S T R A C T F r e q u e n c yS
4、y n t h e s i z e ri So n eo ft h em o s ti m p o r t a n tP a r t si nt h e m o d e r ne l e c t r o n i cs y s t e m s ，a n di tc a nb ew i d e l yu s e di nt h eS L l C h f i e l d sa st h em i l i t a r yc o r n m u n i C a t i o n ，r a d a ra n dg u i d a n c es y s t e m W i t ht h ed e v e l
5、o p m e n to fm o d e r ne l e c t r o n i c t e c h n o l o g Y ，f r e q u e n e Y s y n t h e s i z e r sa r er e q u i r e d t oh a v ew i d e rb a n d ，h i g h e rr e s o l u t i o n ， f a s t e r f r e q u e n c ys w i t c h i n gs p e e da n dl o w e rs p u r i o u sl e v e r T h i s t h e s i
6、 sf o c u s e so nt h er e a l i z a t i o n0 fs i g n a ls o u r c eb a s e do nD D Sa n d P L L ，p r o p o s e s ad e s i g n P I a n o ft h eS - b a n d h i g h s w i t c h s p e e d f r e q u e n c ys y n t h e s i z e r A tf i r s t ，t h i SP a p e rd e s c r i b e d t h eb a s i cs t r u c t u
7、 r e ，p h a s em o d e l ， f r e q u e n c yr e s p o n s ea n dp e r f o r m a n t ea n a l y s i Sf o rn o i s ea n ds p u r ，o f p h a s el o c k e dl o o p ( P L L ) ，t h e np r e s e n t e dt h eb a s i Cs t r u c t u r e ，W Or k i n g p r i n c i p l e ，s o u r c e so fs p u r i O U Ss i g n a
8、 l sa n dc h a r a c t e r i s t i e s0 f0 u t p u t s p e c t r u m ，O fd i r e c td i g i t a lf r e q u e n c YS y n t h e s i z e r ( D D S ) A f t e rt h a t ，s o r e eh y b r i df r e q u e n c ys y n t h e s i Sm e t h o d sf orD D S + P L Lw h i c hu s e du s u a l I Ya r ep r e s e n t e di
9、 nt h ef 0 1 1 0 W i n gS e C t i o n a n d t h e a n a l y s i s0 fd if f e r e n tme t h o d s ，f o r p h a s en o i s e ，s p u r ， f r e q u e n c ys w i t c hs p e e d ，w a s a l s o i n t r o d u c e d A c c o r d i n gt o t e c h n i C a l s p C C i f i C a t i o n S O ft h e p r o je c t ，t h
10、 iSP a p e rP i c k e d e x C e l l e n tD D Sa n dP L LC h i P S ，a n dd e v e l o P e daw i d e b a n d ，l o Wn o h i g h r e S O i u t i o na n dh i g b S w i t c h S P e e d f r e qU e n c ys y n t h e s i z e r a n d t h e o U t 1Se ， b Y a d o p t e dt h ei n t e g r a t i V ef r e q u e n c y
11、s y n t h e s iSt e c h n 0 1 0 9 YO fD D S + P L L + M i X e r + D O U b l e r T h ePr o c e s s e so fd e s i g na l l dp r o d u C t i o no fm a i nc o n f i g u r a t i o n c o m p o n c n t sw e r ePr e s e n t e d ，a n d t h et e s tr e s u l t s0 ft h 0 S ew e r e i l l HS tr a t e d T h et e
12、 s tr e s u l t so ft h ep r o j e c tp r o v et h a to u rm e t h o di sf e a s i b l e a n dv a l i d ，t h ep e r f o r m a n t ei n d e xOf o u rPr o d u c th a sr e a c h e dt h e d e s i g nr e q u i r e m e n t T h ef r e q u e n c ys t e pi s 5 0 0 k H z ，t h eO u t p u tp h a s e n o i s ei
13、S 一9 0d B c H z 1k H za n d 一10 0 d B c H z 1M H z ，t h es p u r s l e v e li Sb e l o w 一6 0d B c a n dh o p p i n gt i m ei S2 0 p s K e y w o r d s ：D D S ：P L L ；p h a s en o i s e ；S F D R ；f r e q u e n c yh o p p i n g ； f r e q u e n c ys y n t h e s i z e r ； 插图清单 2 1P L L 结构框图4 2 2 鉴相器模型5
14、2 3R C 积分滤波器及其频率特性髓线6 2 4 无源比例积分滤波器及其频率特性曲线6 2 5 有源比例积分滤波器及其频率特性曲线7 2 6 压控振荡器的特性曲线8 2 7 锁相环的相位数学模型9 2 8 锁相环的线性相位数学模型9 2 9 锁相环的相位噪声模型1l 2 10 锁相环跟踪性能分析12 2 1 1R C 低通滤波1 4 2 12 无源三阶环路滤波器15 2 一l3 简单增益有源滤波器16 2 14 标准反馈有源滤波器16 2 15 低转换速率反馈有源滤波器17 3 1D D S 原理框图1 9 3 2 相位累加器的基本结构2 0 3 3D D S 采样输出信号的频谱分析2 2 3 4D D S 杂散来源模型2 2 3 5 消除D D S 相位截断杂散的框图2 4 4 1D D S 直接激励P L L 框图2 5 4 2P L L 内嵌D D S 框图2 6 4 3D D S P L L 环外混频框图2 7 4 4 并行D D S 激励P L L 方案框图2 8 4 5 系统方案原理框图2 8 4 6H M C 4 4 0 功能框图3 0 4 7H M C 6 9 8
