基于PLL信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)資料.txt

1、隨著通信技術(shù)、數(shù)字電視、航空航天和遙控技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)頻率源的頻率穩(wěn)定度、頻譜純度、頻率范圍和輸出頻率數(shù)量的要求也越來越高。為了提高頻率的穩(wěn)定度，經(jīng)常采用晶體振蕩器等方法來解決，但它很難產(chǎn)生多個(gè)頻率信號(hào)。而頻率合成技術(shù)，可以通過對(duì)頻率進(jìn)行加、減、乘、除運(yùn)算，從一個(gè)高穩(wěn)定度和高準(zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源，產(chǎn)生大量具有同樣高穩(wěn)定度和高準(zhǔn)確度的不同頻率。頻率合成器是從一個(gè)參考頻率中產(chǎn)生多種頻率的器件。基于頻率合成器的這以一特點(diǎn)，利用鎖相式頻率合成技

2、術(shù)，可以制作高穩(wěn)定度、寬頻帶的正弦波信號(hào)發(fā)生器。2設(shè)計(jì)要求利用鎖相環(huán)技術(shù)產(chǎn)生一個(gè)失真度小、頻率從30MHz到100MHz的可調(diào)的正弦波信號(hào)。根據(jù)頻率的不同選擇不同步進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)頻率。當(dāng)信號(hào)處于較低頻率時(shí)，選擇步進(jìn)為1KHz的標(biāo)準(zhǔn)頻率，此時(shí)它的最小誤差不大于0.8%；當(dāng)信號(hào)在較高的頻率段時(shí)，選擇以25KHz為標(biāo)準(zhǔn)頻率，它的最小誤差不大于0.5%。3方案論證與比較3.1壓控振蕩器方案論證與選擇方案1：采用分立元件構(gòu)成。利用低噪聲場(chǎng)效應(yīng)管，用單個(gè)

3、變?nèi)荻O管直接接入振蕩回路作為壓控器件。圖31壓控振蕩電路電路是電容三點(diǎn)式振蕩器，如圖31所示。該方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但是調(diào)試?yán)щy，而且輸出頻率不易靈活控制[1]。方案2：采用壓控振蕩器和變?nèi)荻O管，及一個(gè)LC諧振回路構(gòu)成變?nèi)荻O管壓控振蕩器。只需要調(diào)節(jié)變?nèi)荻O管兩端的電壓，便可改變壓控振蕩的輸出頻率。由于采用了集成芯片，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)可靠性高，并且利用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)可以使輸出頻率穩(wěn)定度進(jìn)一步提高。綜上所述，方案2具有更優(yōu)良的物性和更

4、簡(jiǎn)單的電路構(gòu)成，所以使用方案2作為本次設(shè)計(jì)的方案。3.2頻率合成器的設(shè)計(jì)方案論證與選擇方案1:采用直接式頻率合成器技術(shù)將一個(gè)或幾個(gè)晶體振蕩器產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)頻率通過諧波發(fā)生器產(chǎn)生一系列頻率然后再對(duì)這些頻率進(jìn)行倍頻、分頻或混頻，獲得大量的離散頻率。其組成框圖如32所示。直接式頻率合成器頻率穩(wěn)定度高，頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間短，頻率間隔小。但系統(tǒng)中需要用大量的混頻器、濾波器等，體積大，易產(chǎn)生過多雜散分量，而且成本高、安裝調(diào)試都比較困難。圖32直接式頻率合成方

5、案2：采用模擬鎖相式頻率合成器技術(shù)，通過環(huán)路分頻器降頻，將VCO的頻率降低，與參考頻率進(jìn)行鑒相。優(yōu)點(diǎn)：可以得到任意小的頻率間隔；鑒相器的工作頻率不高，頻率變化范圍不大，較容易實(shí)現(xiàn)，帶內(nèi)帶外噪聲和鎖定時(shí)間易于處理，頻率穩(wěn)定度與參考晶振的頻率穩(wěn)定度相同。缺點(diǎn)是分頻率的提高要通過增加循環(huán)次數(shù)來實(shí)現(xiàn)，電路超小型化和集成化比較復(fù)雜[2]。方案3：采用數(shù)字鎖相環(huán)式頻率合成技術(shù)，由晶振、鑒頻鑒相（FDPD）、環(huán)路濾波器（LPF）、可變分頻器（N）和壓

6、控振蕩器（VCO）組成。組成框圖如圖51所示。利用鎖相環(huán)，將VCO的輸出頻率鎖定在所需頻率上。此電路可以很好地選擇所需頻率信號(hào)，抑制雜散分量，并且避免了大量的濾波器，采用大規(guī)模的集成芯片，與前兩種方案相比可以簡(jiǎn)化頻率合成部分的設(shè)計(jì)，有利于集成化和小型化。頻率合成采用大規(guī)模集成PLL芯片BU2614，VCO選用MC1648；綜上所述，選擇方案3即采用大規(guī)模PLL芯片BU2614和其他芯片構(gòu)成數(shù)字鎖相環(huán)式頻率合成器。隨著通信技術(shù)、數(shù)字電視、

7、航空航天和遙控技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)頻率源的頻率穩(wěn)定度、頻譜純度、頻率范圍和輸出頻率數(shù)量的要求也越來越高。為了提高頻率的穩(wěn)定度，經(jīng)常采用晶體振蕩器等方法來解決，但它很難產(chǎn)生多個(gè)頻率信號(hào)。而頻率合成技術(shù)，可以通過對(duì)頻率進(jìn)行加、減、乘、除運(yùn)算，從一個(gè)高穩(wěn)定度和高準(zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源，產(chǎn)生大量具有同樣高穩(wěn)定度和高準(zhǔn)確度的不同頻率。頻率合成器是從一個(gè)參考頻率中產(chǎn)生多種頻率的器件?；陬l率合成器的這以一特點(diǎn)，利用鎖相式頻率合成技術(shù)，可以制作高穩(wěn)定度、寬

8、頻帶的正弦波信號(hào)發(fā)生器。2設(shè)計(jì)要求利用鎖相環(huán)技術(shù)產(chǎn)生一個(gè)失真度小、頻率從30MHz到100MHz的可調(diào)的正弦波信號(hào)。根據(jù)頻率的不同選擇不同步進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)頻率。當(dāng)信號(hào)處于較低頻率時(shí)，選擇步進(jìn)為1KHz的標(biāo)準(zhǔn)頻率，此時(shí)它的最小誤差不大于0.8%；當(dāng)信號(hào)在較高的頻率段時(shí)，選擇以25KHz為標(biāo)準(zhǔn)頻率，它的最小誤差不大于0.5%。3方案論證與比較3.1壓控振蕩器方案論證與選擇方案1：采用分立元件構(gòu)成。利用低噪聲場(chǎng)效應(yīng)管，用單個(gè)變?nèi)荻O管直接接入振蕩回

9、路作為壓控器件。圖31壓控振蕩電路電路是電容三點(diǎn)式振蕩器，如圖31所示。該方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但是調(diào)試?yán)щy，而且輸出頻率不易靈活控制[1]。方案2：采用壓控振蕩器和變?nèi)荻O管，及一個(gè)LC諧振回路構(gòu)成變?nèi)荻O管壓控振蕩器。只需要調(diào)節(jié)變?nèi)荻O管兩端的電壓，便可改變壓控振蕩的輸出頻率。由于采用了集成芯片，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)可靠性高，并且利用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)可以使輸出頻率穩(wěn)定度進(jìn)一步提高。綜上所述，方案2具有更優(yōu)良的物性和更簡(jiǎn)單的電路構(gòu)成，所以使用

10、方案2作為本次設(shè)計(jì)的方案。3.2頻率合成器的設(shè)計(jì)方案論證與選擇方案1:采用直接式頻率合成器技術(shù)將一個(gè)或幾個(gè)晶體振蕩器產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)頻率通過諧波發(fā)生器產(chǎn)生一系列頻率然后再對(duì)這些頻率進(jìn)行倍頻、分頻或混頻，獲得大量的離散頻率。其組成框圖如32所示。直接式頻率合成器頻率穩(wěn)定度高，頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間短，頻率間隔小。但系統(tǒng)中需要用大量的混頻器、濾波器等，體積大，易產(chǎn)生過多雜散分量，而且成本高、安裝調(diào)試都比較困難。圖32直接式頻率合成方案2：采用模擬鎖相式頻率

11、合成器技術(shù)，通過環(huán)路分頻器降頻，將VCO的頻率降低，與參考頻率進(jìn)行鑒相。優(yōu)點(diǎn)：可以得到任意小的頻率間隔；鑒相器的工作頻率不高，頻率變化范圍不大，較容易實(shí)現(xiàn)，帶內(nèi)帶外噪聲和鎖定時(shí)間易于處理，頻率穩(wěn)定度與參考晶振的頻率穩(wěn)定度相同。缺點(diǎn)是分頻率的提高要通過增加循環(huán)次數(shù)來實(shí)現(xiàn)，電路超小型化和集成化比較復(fù)雜[2]。方案3：采用數(shù)字鎖相環(huán)式頻率合成技術(shù)，由晶振、鑒頻鑒相（FDPD）、環(huán)路濾波器（LPF）、可變分頻器（N）和壓控振蕩器（VCO）組成。