频率合成器学习教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPTX 页数:103 大小:1.4MB 金币:10 举报 版权申诉
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会计学4.其他控制码对应关系:指定控制码与输出频率的对应关系。电源:通常需要有两组以上电源。频率合成器的基本原理1.直接频率合成器直接频率合成器是早期的频率合成器。基准信号通过脉冲形成电路产生谐波丰富的窄脉冲,经过混频、分频、倍频、滤波等进行频率的变换(biànhuàn)和组合,产生大量离散频率,最后取出所需频率。例如,为了从10MHz的晶体振荡器获得为1.6kHz的标准信号,先将10MHz信号经5次分频后得到2MHz的标准信号,然后经2次倍频、5次分频得到800kHz标准信号,再经5次分频和100次分频就可得到1.6kHz标准信号。同理,如果想获得标准的59.5MHz信号,除经倍频外,还将经两次混频、滤波。直接频率合成方法的优点是频率转换时间短,并能产生任意小数值的频率步进。但是它也存在缺点(quēdiǎn),用这种方法合成的频率范围将受到限制。更重要的是由于采用了大量的倍频、混频、分频、滤波等电路,给频率合成器带来了庞大的体积和重量,而且输出的谐波、噪声和寄生频率均难以抑制。1)基本原理锁相环频率合成器的基本原理如图10-1所示。压控振荡器的输出信号与基准信号的谐波在鉴相器里进行相位比较,当振荡频率调整到接近于基准信号的某次谐波频率时,环路就能自动地把振荡频率锁到这个谐波频率上。这种频率合成器的最大优点是结构简单,指标可以做得较高。由于它是利用基准信号的谐波频率作为参考(cānkǎo)频率的,故要求压控振荡器的精度必须在±0.5fR以内,如超出这个范围,就会错误地锁定在邻近的谐波上,因此,选择频道比较困难。另外,它对调谐机构性能要求也较高,倍频次数越多,分辨率就越差,因此,这种方法提供的频道数是有限的。图10-1锁相环频率(pínlǜ)合成器2)数字式频率合成器数字式频率合成器是锁相环频率合成器的一种改进形式,即在锁相环路中插入一个可变分频器,如图10-2所示。这种频率合成器采用了数字控制的部件(bùjiàn),压控振荡器的输出信号进行N次分频后再与基准信号相位进行比较,压控振荡器的输出频率由分频比N决定。当环路锁定时,压控振荡器的输出频率与基准频率的关系是f=NfR。从这个关系式可以看出,数字式频率合成器是一种数字控制的锁相压控振荡器,其输出频率是基准频率的整数倍。通过控制逻辑来改变分频比N,压控振荡器的输出频率将被控制在不同的频率上。图10-2数字式频率(pínlǜ)合成器例如,基准频率fR=1kHz,控制可变分频比N=50000~40001,则压控振荡器的输出(shūchū)频率将为500.00~400.01kHz(频率间隔为10Hz)。因此,数字式频率合成器可以通过可变分频器的分频比N的设计,提供频率间隔小的大量离散频率。这种频率合成法的主要优点是锁相环路相当于一个窄带跟踪滤波器,具有良好的窄带跟踪滤波特殊性和抑制输入信号的寄生干扰能力,节省了大量滤波器,有利于集成化、小型化。另外,它有很好的长期稳定性,从而使数字式频率合成器有高质量的信号输出(shūchū)。因此,数字锁相合成法已获得越来越广泛的应用。3.直接数字频率合成器(DDS)直接数字频率合成技术是从相位概念出发,直接合成所需要波形(bōxínɡ)的一种新的频率合成技术。近年来技术和器件水平的不断发展,使DDS技术得到了飞速的发展,它在相对带宽、频率转换时间、相位连续性、正交输出、高分辨率以及集成化等一系列性能指标方面已远远超过了传统的频率合成技术,是目前运用最广泛的频率合成方法。DDS以有别于其他频率合成方法的优越性能和特点成为现代频率合成技术中的佼佼者。具体体现在相对带宽宽,频率转换时间短,频率分辨率高,输出相位连续,可产生宽带正交信号及其他多种调制信号,可编程和全数字化,控制灵活方便等方面,并具有极高的性价比。1)DDS的工作原理实现直接数字频率合成(DDS)的办法是用一通用计算机或微型计算机求解一个数字递推关系式,也可以在查询表上存储正弦波值。现代微电子技术的发展,已使DDS能够工作在高达500MHz的频率上。这种频率合成器的体积小,功耗低,几乎可以实现实时的、相位连续的频率变换,具有非常高的频率分辨率,可产生频率和相位可控制的正弦波。电路一般包括基准时钟、频率累加器、相位累加器、幅度/相位转换电路、D/A转换器和低通滤波器。DDS的结构(jiégòu)有很多种,其基本的电路原理可用图10-3来表示,图(a)是图(b)的简单形式。图10-3DDS基本(jīběn)结构相位累加器由N位加法器与N位累加寄存器级联构成。每来一个时钟脉冲fs,加法器将控制字K与累加寄存器输出的累加相位数据相加,把相加后的结果送到累加寄存器的