高速低相噪鎖相環(huán)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、鎖相環(huán)從1932年由De Bellescize提出至今，已得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，幾乎遍布電子產(chǎn)品的每個(gè)角落，在現(xiàn)代電子技術(shù)中成為了電子系統(tǒng)的核心部件。隨著現(xiàn)代通信、雷達(dá)和電子對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展，對(duì)它的性能也提出了更高的要求，而且對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)要求的側(cè)重點(diǎn)在不同的應(yīng)用中也有所不同，其中鎖定時(shí)間和相位噪聲始終受到人們的廣泛關(guān)注，因?yàn)殒i定時(shí)間直接影響到通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率，相位噪聲會(huì)增加誤碼率并降低系統(tǒng)的信噪比。另外，通信信道間隔越來越小，對(duì)信號(hào)的

2、頻率分辨率的要求也越來越高。然而這些指標(biāo)存在相互制約的關(guān)系，使用簡單的鎖相環(huán)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)。
　　本文首先簡要介紹了鎖相環(huán)技術(shù)的發(fā)展歷史及應(yīng)用。然后分析了鎖相環(huán)系統(tǒng)中重要部件的工作原理以及使用過程中可能會(huì)遇到的問題。分析了環(huán)路各個(gè)部件對(duì)系統(tǒng)輸出相位噪聲的影響，使用行為模型進(jìn)行仿真，證明了優(yōu)化環(huán)路濾波器帶寬能夠使系統(tǒng)相位噪聲達(dá)到最佳。使用時(shí)變分頻器和時(shí)變參考頻率兩種不同線性模型仿真，深入研究了鎖相環(huán)鎖入過程的動(dòng)態(tài)性能。建立了帶有鑒頻鑒

3、相器的鎖相環(huán)的物理模型，使用非線性方法分析了拉入過程的動(dòng)態(tài)性能。通過仿真驗(yàn)證電壓預(yù)置技術(shù)能大大提高鎖相環(huán)鎖定速度。仿真軟件SIMETRIX能夠進(jìn)行模擬和數(shù)字電路混合仿真，行為模型仿真大大縮短了仿真時(shí)間，對(duì)所設(shè)計(jì)電路的仿真證明設(shè)計(jì)方案是合理的。
　　最后，在前面的的理論分析基礎(chǔ)上，使用電壓預(yù)置技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)輸出頻率范圍為1200MHz～2400MHz的高速、低相噪鎖相環(huán)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測試，跳頻時(shí)間約為33us，頻率分辨率為10Hz，相位