基于锁相技术的数字频率合成电路的研究与设计开题报告
2020-04-21 16:11:20
1. 研究目的与意义(文献综述)
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)技术是继直接频率合成和间接频率合成之后,随着数字集成电路和微电子技术的发展而迅速发展起来第三代频率合成技术。
频率合成技术起源于二十世纪三十年代,经过几十年的发展已经成为现代通信系统的重要组成部分,在无线电技术与电子系统的各个领域中均得到广泛的应用,在现代通信系统中具有重要的地位,合成频率信号质量的好坏直接决定了电子通信系统的整体性能,频率合成技术自提出以来,经过几十年的发展逐渐形成四种主要的合成方法:直接频率合成技术(DS)、间接频率合成技术(PLL)、直接数字频率合成技术(DDS)。低相位噪声,高频谱纯度,小进步跳变,高输出频段,快速跳变的频率合成器已成为主要的发展趋势。直接频率合成技术(DS)是将单个或多个基准信号经过混频,倍频,分频和滤波的不同组合来实现算术运算,合成所需的频率,直接频率合成最终输出的的信号的相位噪声取决于基准频率,具有高频率转换速率,高分辨率,低相位噪声和高输出频率等优点。
直接频率合成技术(DS)是将单个或多个基准信号经过混频,倍频,分频和滤波的不同组合来实现算术运算,合成所需的频率,直接频率合成最终输出的的信号的相位噪声取决于基准频率,具有高频率转换速率,高分辨率,低相位噪声和高输出频率等优点。DS的合成方法大致分为两种基本类型,一种是相关合成法,另一种是非相关合成法;直接数字频率合成技术(DDS)是近年来发展非常迅速的一种器件,它采用全数字技术,具有分辨率高,频率转换时间短,相位噪声低等特点,并具有很强的调制功能和其他功能,但DDS不足之处在于频率杂散分量较大,频率纯度不够;间接频率合成技术(PLL)出现于二十世纪六十年代末七十年代初,是目前应用最广的频率合成器。它具有工作频率高,频谱质量好的优点出,并在当今电子系统中广泛使用。锁相环式频率合成技术是一种基于反馈控制原理来实现频率合成的方法,锁相环频率合成器主要由鉴相器(PD)、环路滤波器(LF)、压控振荡器(VCO)三个部分组成。2. 研究的基本内容与方案
了解频率合成电路在短波通信系统及其它电子通信系统中的应用情况,在此基础上,理解和熟悉锁相电路的基本原理和方法,用锁相电路设计一个10MHZ时钟频率合成器。该频率合成器采用10.24MHZ晶体振子进行振荡,通过分频得到10KHZ的基准频率。在其PLL电路中分频器的设定为1/100~1/1000,由压控振荡器(VCO)产生1~10MHZ,10KHZ分辨率的频率。PLL电路的输出时钟输入至1/10分频器,采用6级级联进行选择,由此得到7个量程的输出频率范围,再通过选择器74HC151及缓冲器74AC540输出1HZ~10MHZ频率范围的频率。并对此电路在短波通信系统中的应用进行分析和说明,就是这次研究的基本内容和目标。
根据所研究的内容,我采取的技术方案及措施为:首先就是要把10.24MHz信号经过分频器产生的参考信号和输出信号经过可变分频器后得到的反馈信号输入到选择器中,然后输出误差电压,该电压经过环路滤波器后得到控制电压来控制压控振荡器进而改变频率,当两个信号频率相等时锁相环达到锁定状态。
3. 研究计划与安排
第一周:熟悉并理解设计内容及任务,查阅收集有关参考资料。
第二周 :收集资料,撰写开题报告。
第三周~第十六周:进行论文设计,并送导师审阅。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 远坂俊昭.锁相环电路设计与应用.科学出版社,2011 .
[2]张厥盛.锁相技术.西安电子科技大学出版社,2013
[3]万心平.集成锁相环路-原理、特性、应用.人民邮电出版社,2011