《锁相技术》课程结业论文-双环频率合成器设计

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1、14《锁相技术》课程结业论文题目双环频率合成器设计院系名称：信息科学与工程学院专业班级：电子信息工程09级3班学生姓名：学号：授课教师：2012年4月28日1414摘要本文主要介绍了锁相环和锁相频率合成的数学模型，工作原理及频率合成器的应用。双环频率合成器的优点是杂波抑制度高、调试方便；缺点是频率转换速度比直接合成慢。频率合成器是电子系统的心脏，是决定电子系统性能的关键设备，随着通信、数字电视、卫星定位、航空航天、雷达和电子对抗等技术的发展，对频率合成器提出了越来越高的要求。频率合成技术是将一个或多个高

2、稳定、高精确度的标准频率经过一定变换，产生同样高稳定度和精确度的大量离散频率的技术。频率合成理论自20世纪30年代提出以来，已取得了迅速的发展，关键词锁相环锁相环数学模型锁相环相位模型频率合成器双环频率合成器的工作原理双环频率合成器的原理图1414目次1.引言……………………………………………………………………………………………………41.1课题目的和意义………………………………………………………………………………………41.2课题研究内容……………………………………………………………………………………

3、……42锁相环和双环频率合成器的工作原理………………………………………42.1锁相环简介…………………………………………………………………4，5，62.2双环频率合成器工作原理…………………………………………6，7，83.频率合成器应用…………………………………………………………………………………83.1频率合成器芯片…………………………………………………………………………………83.2频率合成器的EDA实现…………………………………………………………………………93.3直接数字频率合成的DSP实现……

4、…………………………………………………………9，10结论………………………………………………………………………………………………………11参考文献………………………………………………………………………………12图1锁相环路的相位模型……………………………………………………………………4图2锁相环的线性化相位模型…………………………………………………………………………5图3双环频率合成器……………………………………………………………………………………7图4双环频率合成器的仿真原理图………………………………

5、…………………………………814141引言（或绪论）1．1课题目的和意义1.1.1课题目的设计双环频率合成器，用systemview软件来仿真和实现。加深对锁相环和频率合成器原理的理解，学会使用systemxiew软件。摸索出双环的配合及参数最佳选择为思路和方法。1.1.2课题意义双环频率合成器的设计实现避免了一些单环频率合成器的缺点，有助于辅助环的性能改善，使频率合成器得到了更广泛的应用。也锻炼了我的思考能力，学会灵活运用软件，有助于我综合能力的提高。1．2课题研究内容该课题主要研究双环频率合成器的工

6、作原理，数学模型，设计方法，最优参数的设计和仿真的实现。2锁相环和双环频率合成器的工作原理2．1锁相环简介2．1．1锁相环锁相环是种以消除频率误差为目的的反馈控制电路，但它的基本原理是利用相位误差电压去消除频率误差，所以当电路达到平衡状态之后，虽然有剩余相位误差存在，但频率误差可降低到零，从而实现无频差的频率跟踪和相位跟踪。锁相环由三部分组成，它包含压控振荡器，鉴相器和环路滤波器三个基本部件，三者组成一个闭合环路，输入信号为，输出信号为，反馈至输入端。PD1PD12．1．2锁相环的数学模型图1锁相环路的

7、相位模型1414按图1的环路相位模型，不难导出环路的数学模型:（1）式(1)是锁相环路数学模型的一般形式，也称动态方程，从物理概念上可以逐项理解它的含义;式中pφe(t)显然是环路的瞬时频差（2）右边第一项pφi(t)称固定角频率，（3）式中最后一项 AdA0AF(p)sinφe(t)称控制角频差， AdA0AF(p)sinφe(t)=Δωo(t)=ωo-ωr(4)其表示压控振荡器在uc(t)=AdAF(p)sinφe(t)的作用下，产生振荡角频率ωo偏离ωr的数值。于是动态方程(1)构成如下关系：瞬时

8、频差=固有频差-控制频差从方程(1)可以解出稳态相差]2．1．3锁相环的线性化相位模型Ad图2锁相环的线性化相位模型当输入与输出的相位线性化差小于30度是，鉴相器可以线性化。线性化后的锁相环相位模型如图2。2．1．3锁相环的频率特性1.锁相环路的捕捉特性当环路未加输入信号ui(t)时，VCO上没有控制电压，它的振荡频率为ωr。若将频率ωi恒定的输入信号加到环路上去，固有频差（起始频差）Δωi=ωi-ωr1414，因而在接入ui(t)的瞬间，