小数频率合成器建模与仿真

《小数频率合成器建模与仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、上海交通大学工学硕士学位论文表格目录表格目录表1同一Q值下的不同PM值...............................................................................34-上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：胡悦日期：2008年3月11日-上海交

2、通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密√。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：胡悦指导教师签名：周健军日期：2008年3月11日日期：2008年3月11日-上海交通大学工学硕士学位论文第一章频率合成器技术背景1频率合成器技术背景1.1相关概念阐述频率合成器是收发器中的一个关键

3、单元电路，用来产生无线收发器中信道选择和频率变换所需的本振信号。在理想情况下，频率合成器的输出是一个单一频率的频谱。接收时，频率合成器产生的本振信号与RF信号混频，将RF信号下变频为基带信号；发射时，本振信号与基带调制信号混频，将基带信号上变频为RF信号。频率合成器的性能指标主要体现在以下几个方面【1】：输出频谱的纯净度、频率切换速度、功耗、多标准兼容性和制造成本。其中最关键的是频谱纯净度，它反映了系统固有的相噪声和单边杂散的大小。在接收机中，本振相噪声会降低接收信道的信噪比，从而影响接收机的灵敏度。而在发射机中，会造成邻道干扰的问题。因此，无线通信标准对相噪声都有严格的规定，尤其是蜂窝通

4、信系统，要求极其苛刻。频率切换速度也是频率合成器的一个关键技术指标，它表示频率合成器从一个频率变换到另一个频率所需要的建立时间的快慢。现代通信系统对频率切换速度有很高的要求，例如在时分多址系统中（GSM，PHS，PDC），为满足时隙的要求，必须保证非常快的跳频速度，否则就会产生空的间隙，从而降低数据传输率。在近来发展迅速的GPRS和快速跳频扩频通信系统中，对频率切换速度的要求则更高。1.1.1相位跟踪与锁定一个系统能够完成如下功能：将输出信号与基准信号在相位或频率上进行同步，则称该系统具有相位跟踪与锁定功能。而在该锁定状态下，输出信号与基准信号之间不存在相位差，或保持恒定的相位差。当系统脱

5、离锁定状态抑或受到暂时的扰动，相位差累积后，系统将通过某种控制机制改变振荡器输出信号频率，从而减小相位差，使得最终的输出信号相位锁定于基准信号，系统再次进入锁定状态。以上的描述，恰好符合一个锁相环（PhaseLockedLoop，PLL）的工作机理和系统功能。–1–上海交通大学工学硕士学位论文第一章频率合成器技术背景ut()1frequencystept0tut()2tθeθe=0θeθeθeθetuωf2tω1∆ωω0t图1相位跟踪与锁定系统如图1所示，该系统内部存在两个周期振荡信号，u1(t)为基准信号，u2(t)为输出信号，在t0时刻，两种信号之间出现一个频率阶跃，则如图示，相位差θ

6、e将发生累积，而PLL内部的相位跟踪机制则将响应该累积相位差，改变输出振荡信号的控制水平Uf，从而改变输出信号频率，达到最终的相位锁定状态。1.1.2频率合成技术在PLL实际的运用场合中，通常经过某种机制保持基准信号和输出振荡信号间，存在固定或动态变化的分频比，而在这种情形下，通常称该PLL系统作为频率合成器加以运用。频率合成器通过对一个具有较高频率稳定度的参考信号施以代数运算来获得高精准度的一系列频率。由于对频率的代数运算要比其它电信号如电流、电压–2–上海交通大学工学硕士学位论文第一章频率合成器技术背景的运算复杂的多，因而频率合成器的设计是一项难度很大的工作。尤其在无线通信应用中，还必

7、须要考虑高集成度、低功耗、低成本之间的折衷，进一步增加了设计的复杂度。自第一个锁相环（PLL）电路问世以来，频率合成器已经历了70多年的发展历史。在这一期间，经过人们的不懈努力，在频率合成器的体系结构和电路技术方面取得了大量的研究成果，成功开发出了多种类型的频率合成器，积累了许多先进的电路设计经验。在各种频率合成器中，锁相环频率合成器由于结构简单、工作频率高、功耗低、适于标准IC工艺集成而成为了无线通信系统中最常用的一种