基于PLL信號發(fā)生器的設計資料.txt

1、隨著通信技術、數字電視、航空航天和遙控技術的不斷發(fā)展，對頻率源的頻率穩(wěn)定度、頻譜純度、頻率范圍和輸出頻率數量的要求也越來越高。為了提高頻率的穩(wěn)定度，經常采用晶體振蕩器等方法來解決，但它很難產生多個頻率信號。而頻率合成技術，可以通過對頻率進行加、減、乘、除運算，從一個高穩(wěn)定度和高準確度的標準信號源，產生大量具有同樣高穩(wěn)定度和高準確度的不同頻率。頻率合成器是從一個參考頻率中產生多種頻率的器件?；陬l率合成器的這以一特點，利用鎖相式頻率合成技

2、術，可以制作高穩(wěn)定度、寬頻帶的正弦波信號發(fā)生器。2設計要求利用鎖相環(huán)技術產生一個失真度小、頻率從30MHz到100MHz的可調的正弦波信號。根據頻率的不同選擇不同步進的標準頻率。當信號處于較低頻率時，選擇步進為1KHz的標準頻率，此時它的最小誤差不大于0.8%；當信號在較高的頻率段時，選擇以25KHz為標準頻率，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：采用分立元件構成。利用低噪聲場效應管，用單個

3、變容二極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式振蕩器，如圖31所示。該方法實現簡單，但是調試困難，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容二極管，及一個LC諧振回路構成變容二極管壓控振蕩器。只需要調節(jié)變容二極管兩端的電壓，便可改變壓控振蕩的輸出頻率。由于采用了集成芯片，電路設計簡單，系統可靠性高，并且利用鎖相環(huán)頻率合成技術可以使輸出頻率穩(wěn)定度進一步提高。綜上所述，方案2具有更優(yōu)良的物性和更

4、簡單的電路構成，所以使用方案2作為本次設計的方案。3.2頻率合成器的設計方案論證與選擇方案1:采用直接式頻率合成器技術將一個或幾個晶體振蕩器產生的標準頻率通過諧波發(fā)生器產生一系列頻率然后再對這些頻率進行倍頻、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，頻率轉換時間短，頻率間隔小。但系統中需要用大量的混頻器、濾波器等，體積大，易產生過多雜散分量，而且成本高、安裝調試都比較困難。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，通過環(huán)路分頻器降頻，將VCO的頻率降低，與參考頻率進行鑒相。優(yōu)點：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，較容易實現，帶內帶外噪聲和鎖定時間易于處理，頻率穩(wěn)定度與參考晶振的頻率穩(wěn)定度相同。缺點是分頻率的提高要通過增加循環(huán)次數來實現，電路超小型化和集成化比較復雜[2]。方案3：采用數字鎖相環(huán)式頻率合成技術，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，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化頻率合成部分的設計，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和其他芯片構成數字鎖相環(huán)式頻率合成器。隨著通信技術、數字電視、

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

8、頻帶的正弦波信號發(fā)生器。2設計要求利用鎖相環(huán)技術產生一個失真度小、頻率從30MHz到100MHz的可調的正弦波信號。根據頻率的不同選擇不同步進的標準頻率。當信號處于較低頻率時，選擇步進為1KHz的標準頻率，此時它的最小誤差不大于0.8%；當信號在較高的頻率段時，選擇以25KHz為標準頻率，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：采用分立元件構成。利用低噪聲場效應管，用單個變容二極管直接接入振蕩回

9、路作為壓控器件。圖31壓控振蕩電路電路是電容三點式振蕩器，如圖31所示。該方法實現簡單，但是調試困難，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容二極管，及一個LC諧振回路構成變容二極管壓控振蕩器。只需要調節(jié)變容二極管兩端的電壓，便可改變壓控振蕩的輸出頻率。由于采用了集成芯片，電路設計簡單，系統可靠性高，并且利用鎖相環(huán)頻率合成技術可以使輸出頻率穩(wěn)定度進一步提高。綜上所述，方案2具有更優(yōu)良的物性和更簡單的電路構成，所以使用

10、方案2作為本次設計的方案。3.2頻率合成器的設計方案論證與選擇方案1:采用直接式頻率合成器技術將一個或幾個晶體振蕩器產生的標準頻率通過諧波發(fā)生器產生一系列頻率然后再對這些頻率進行倍頻、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，頻率轉換時間短，頻率間隔小。但系統中需要用大量的混頻器、濾波器等，體積大，易產生過多雜散分量，而且成本高、安裝調試都比較困難。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，通過環(huán)路分頻器降頻，將VCO的頻率降低，與參考頻率進行鑒相。優(yōu)點：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，較容易實現，帶內帶外噪聲和鎖定時間易于處理，頻率穩(wěn)定度與參考晶振的頻率穩(wěn)定度相同。缺點是分頻率的提高要通過增加循環(huán)次數來實現，電路超小型化和集成化比較復雜[2]。方案3：采用數字鎖相環(huán)式頻率合成技術，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。