频率合成器与应用毕业论文.doc

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1、频率合成器及应用毕业论文目录第1章绪论11.1频率合成器的研究背景11.2频率合成器的研究现状1第2章频率合成技术32.1频率合成技术概述32.2频率合成器的主要指标32.3频率合成的基本方法52.4频率合成器的长期频率稳定度和相位噪声62.4.1长期频率稳定度62.4.2相位噪声62.4.3噪声来源7第3章直接频率合成(DS)技术83.1直接频率合成器的基本原理和组成83.2直接频率合成器的几个主要组成电路93.2.1混频器93.2.2倍频器113.2.3分频器133.2.4压控振荡器143.2.5石英晶体振荡器15第4章间接频率合成(IS)技术—锁相频率合成技术17

2、4.1锁相环路的基本组成和工作原理174.1.1锁相环路的基本组成174.1.2锁相环的基本原理184.2锁相环路的相位模型及动态方程204.2.1锁相基本方程和相位模型(时域)204.2.2锁相基本方程和相位模型(复频域)204.2.3锁相环路的工作状态21第5章直接数字频率合成(DDS)技术245.1直接数字频率合成的基本原理245.1.1DDS技术与传统的频率合成相比有如下优点255.1.2DDS组成及其特点275.2直接数字频率合成的相位噪声和杂散285.2.1直接数字频率合成的相位噪声285.2.2直接数字频率合成的杂散分析285.2.3降低杂散电平的方法29

3、5.3集成直接数字频率合成器的芯片介绍和应用325.3.1集成直接数字频率合成器的芯片介绍325.3.2DDS直接数字频率合成技术在铁路信号系统中的应用33结束语36致37参考文献38第1章绪论1.1频率合成器的研究背景频率合成(频率综合)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。在通信、雷达和导航等设备中,频率合成器既是发射机的激励信号源,又是接收机的本地振荡器;在电子对抗设备中,它可以作为干扰信号发生器;在测试设备中,

4、可作为标准信号源,因此频率合成器被人们称为许多电子系统的“心脏”。频率源是雷达、通信、电子系统实现高性能技术指标的关键部分,许多现代电子设备和系统的功能的实现,都直接依赖于所用的频率源的性能,因此,频率源被人们喻为是众多电子系统的“心脏”,而当今高性能的频率源都是通过频率合成技术来实现的。频率合成技术大约出现于20世纪30年代,最初产生并进入实现应用的是直接频率合成技术,它具有频率转换时间短、近载频相位噪声性能好等优点,但是,由于采用大量的倍频、分频、混频和滤波环节,直接式频率合成器的结构复杂、体积大、成本高,而且容易产生过多的杂散分量,难以达到较高的频谱纯度。到60年

5、代末70年代初,相位反馈理论和模拟锁相技术在频率合成领域里的应用,引发了频率合成技术发展史上的一次革命,相参锁相式合成技术就是这场革命的直接产物。随后数字化的锁相环路器件,如数字鉴相器、数字可编程分频器等器件的出现,以及其在锁相频率合成技术中的应用,标志着数字锁相频率合成技术得以实现。由于不断吸收和利用脉冲计数器、小数分频器、多模分频器等数字技术发展的新成果,数字锁相频率合成技术日益成熟,锁相式频率合成器具有良好的窄带跟踪特性,可以很好的选择所需频率的信号,抑制杂散分量,并且可避免使用大量滤波器,十分有利于集成化和小型化。此外,还具有良好的长期频率稳定度和短期频率稳定度

6、。但是,由于锁相环本身是一个惰性环节,使得频率锁定时间较长,故锁相式频率合成器的频率捷变时间较长。目前,锁相环频率合成器在各电子领域中获得较为广泛的应用。1.2频率合成器的研究现状频率合成技术是现代雷达,通信等电子系统实现高性能指标的关键技术之一.传统的频率合成技术包括模拟直接式频率合成和间接式频率合成。近几年来随着大规模集成电路和高速数字电路技术的日益成熟,以全数字结构为特征的直接数字频率合成技术得到了迅速发展,从而引发了频率合成领域的一次革命。它突破了传统频率合成器的诸多局限,具有相对带宽很宽,频率分辨率很高,频率捷变速度快,频率变换时输出信号相位保持连续和全球集成

7、化等优点,这些优点是由于DDS的全数字结构所赋予的,但也正是这种全数字结构造成了DDS的主要缺陷,即输出相位噪声和杂散电平高。第2章频率合成技术2.1频率合成技术概述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。直接数字式频率合成(DDS)技术的出现,导致了频率合成领域的第二次革命。1971年J.Tierney、C.M.Rader和B.Goid在ADigitalFrequencySynthesizer一文中发表了关于新型数字频率合成的研究成果,第一次提出了具有工程实现可能和实际应用价值的直接数字频率合成的

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