频率合成技术.ppt

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1、一个例子通信系统的频分复用ＦＤＭ3上3下-3上-3下1上1下-2上-2下-1上-1下2上2下上下wfLfm-fm-fL2fs-fL3fs-fm由频移特性０(a)发送端原理方框图4.3~7.4kHz8.3~11.4kHz4kHz12kHz8kHz多路信号输出相乘带通低通话音输入1f1相乘带通低通话音输入2f2相乘带通低通话音输入3f3300~3400Hz300~3,400Hz300~3,400Hz4kHz8kHz12kHz基带语音信号300–3,400Hz4.3–7.4kHz8.3–11.4kHz12.3–15.4kHzf03路频分复用电

2、话通信系统原理多路信号输入(b)接收端原理方框图话音输出1话音输出2话音输出3相乘低通带通f1相乘低通带通f1相乘低通带通f14.3~7.4kHz8.3~11.4kHz12.3~15.4kHz3400Hz3400Hz3400Hz8kHz12kHz4kHz搬移频率4,8,12kＨz等频率从何而来？－－频率合成器频率合成技术一．频率合成技术发展历史及概论二．直接频率合成技术（DS）三．锁相式(间接)频率合成技术(PLL,IS)四．直接数字频率合成技术（DDS）五．频率合成实际应用举例六．对频率合成器件发展的意见一．频率合成技术发展历史及概论

3、频率合成理论自20世纪30年代提出，发展至今，频率合成器已经是电子系统的心脏,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。二．直接频率合成技术（DS）早期的频率合成器是利用混频器、分频器、倍频器、带通滤波器完成对标准参考频率（晶体振荡源）的四则运算，产生所需的离散频率。优点是频率转换时间短（小于100ns）,并能产生任意小的频率增量，但是设

4、备笨重，功耗大，不能实现单片集成,而且输出端的谐波、噪声及寄生频率难以抑制。从傅氏变换理解直接频率合成--傅氏变换的性质三．锁相式(间接)频率合成技术(PLL,IS)锁相环合成法是利用锁相环将频率锁定的性，获得与基频成一定倍数的所需频率。该方法结构简单、便于集成,由于有很好的窄带滤波特性使频谱纯度高。但存在高分辨率和快转换速度之间的矛盾。（当一个输出频率转换为另一个输出频率时,由于环路的捕捉时间加长,导致频率转换时间加大.）锁相式频率合成器可分为整数频率合成器和分数频率合成器。在压控振荡器与鉴相器之间的锁相环反馈回路上增加整数N分频器,

5、就形成了一个整数频率合成器。锁相式整数频率合成器原理框图模拟乘法器作为鉴相器环路滤波器鉴相器PD环路滤波器LPF压控振荡源VCON分频器锁相环频率合成器框图四．直接数字频率合成技术（DDS）直接数字频率合成采用全数字方式实现频率合成(DDS),它直接对参考正弦时钟进行抽样和数字化,然后通过数字计算技术进行频率合成。DDS技术是美国学者J.Tierncy等在1971年首次提出的。这是一种全数字技术,该技术从相位概念出发直接合成所需要的波形。它将先进的数字信号处理理论与方法引入信号合成领域,实现了合成信号的频率转换速度与频率准确度之间的统一

6、。DDS的工作原理是基于相位与幅度的对应关系,通过改变频率控制字(K)来改变相位累加器(位数为N)的相位累加速度,然后在固定时钟的控制下取样,取样得到的相位值(取相位累加器的高M位)通过相位幅度转换得到相位值对应的幅度序列,幅度序列通过数模转换及低通滤波得到正弦波输出。DDS结构框图相位累加器在每一个时钟上升沿以频率控制字K累加一次，当累加器计数大于2N时，相位累加器作一次模余运算。正弦查找表ROM在每一个时钟周期内,根据送给ROM的地址取出ROM中已存储的与该地址对应的正弦幅值并将该值送DAC。DAC输出的阶梯波信号经LPF滤波后得到

7、一个正弦信号。输出频率fo与时钟频率fc之间满足关系式:fo=(K/2N)fc。DDS具有频率转换速度快、频率分辨率高（频率分辨率△f=Fref/2N）、输出相位连续、可编程、全数字化易于集成、体积小、功耗低等优点。DDS的主要应用领域(１)DDS在跳频电台中的应用在现代通信,特别是战场通信环境下,由于存在各种干扰,要求通信系统具有很强的抗干扰、抗窃听、抗侦察、保密等功能,为此,跳频通信成为主要的通信手段。为了抵抗跟踪式干扰和转发式干扰,对跳频系统的跳速提出了更高的要求。直接频率合成技术虽然可以满足跳速快的要求。(２)DDS在雷达系统中

8、的应用　　雷达系统中采用DDS技术可以灵活地产生不同载波频率、不同脉冲宽度以及不同脉冲重复频率等参数构成的信号,为雷达系统的设计者提供了全新的思路。(4)DDS在数字通信中的应用　　由于DDS采用数字结