锁相技术第7章频率合成.ppt

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1、第七章锁相频率合成第一节概述1.概念频率合成器是将一个高精确度和高稳定度的标准参考频率，经过混频、倍频与分频等对它进行加、减、乘、除的四则运算，最终产生大量的具有同样精确度和稳定度的频率源。2.应用频率合成器在雷达、通信、遥控遥测、电视广播和电子测量仪器等方面得到了广泛的应用。13.频率合成器的主要技术指标①频率范围：频率合成器的工作频率范围。不同的用途有不同的频率范围。②频率间隔：频率合成器输出的相邻两个频率之间的最小间隔。又称频率分辨率。③频率转换时间：频率合成器输出频率转换后，达到稳定工作所需的时间。它和采用的

2、的方法有关。④频率稳定度：在规定的时间间隔内，频率合成器输出频率偏离规定值的量。和之间的关系：工程上可用的经验公式24.频率合成的方法①直接频率合成：利用混频器、倍频器、分频器和带通滤波器来完成对频率的四则运算。双混频—分频模块：其中：优缺点：频率转换速度快，但体积大，成本高，输出信号中有寄生频率。图7-1　双混频-分频模块（二）P153P164图6－193锁相频率合成的基本框图②.间接频率合成----应用锁相环实现频率合成环路锁定后：参考基准频率，一般由晶体振荡器构成。可编程分频器，N为分频次数。和有相同的频率稳定

3、度。由于N是可编程的，不同的分频次数就有不同的频率输出，而且相邻的两个频率之间的频率增量为。比较频率4③.直接数字频率合成计算机或微处理器根据某种算法或通过查表获得所需波形各点的值，经过D/A转换器输出波形。计算机/微处理器D/A5第二节变模分频合成器1.前置分频PLL频率合成器环路锁定后：问题：①增加前置分频器，解决了输出频率高于程序分频器的工作频率的问题，提高了输出频率范围。一、变模分频合成器方法6解决的办法：不改变频率分辨率，同时提高输出频率范围，采用“变模分频器”。②输出频率增量为，频率分辨率降低了。③如果保

4、持原有的频率分辨率，需要使参考频率降低为，同时又使得增长了V倍。72.双模分频PLL频率合成器模式控制=HV+1模式控制=LV是减法计数的可编程分频器，且8工作原理：①当都未计数到零时，模式控制为“H”，变模分频器的分频比为（V+1），其输出为。②当计数到零时，通过与门使停止工作，同时模式控制为“L”，变模分频器的分频比为V，其输出为。此时总共计数了个周期。③经过次计数后，计数器为零，此时又计数了个周期。总分频比：9环路锁定时：例：频率分辨率为②频率合成器的频率分辨率为，转换时间不受影响。总结：①采用双模分频器，使可

5、编程分频器的工作频率降低为或。为频率粗调，为频率细调。103.下变频PLL频率合成器标准参考频率环路锁定时：采用混频器，使可编程分频器的工作频率降低为。11调谐时，只需改变N，就可以搜索到频段内所有的电台信号。实例：调频收音机中本振信号的产生FM波段：88----108MHZ；中频频率：10.7MHZ；频段内各电台载频之间的间隔。要求采用下变频PLL频率合成器产生本振信号，且混频频率为90MHZ。FM收音机本振频率范围：98.7----118.7MHZ合成器需产生的信号频率范围。12二、集成频率合成器集成频率合成器区

6、别于通用单片集成锁相环，通常总是把频率合成器中性质相同(或相近)的参考振荡器、参考分频器、数字鉴相器、程序分频器、各种逻辑控制电路以及高速双模或多模前置分频器等部件集成在一个或几个单片中（VCO不在其中），以构成集成频率合成器的电路系统。介绍几种典型的集成频率合成器的工作原理及应用。131、中规模集成频率合成器MC145106方框图外接VCO外接晶体外接LF选择参考分频比选择程序分频比14特点及功能：①外接VCO、晶体及LF构成频率合成器。②采用参考分频器获得参考频率，程控分频器获得比较频率，频率合成器的输出频率为的

7、整数倍。③程序分频器的分频系数可以由机械开关、电子开关或微处理器进行预置。④8脚为频率锁定指示。152、大规模集成频率合成器MC145152-1可编程的参考分频比程控分频比的粗调程控分频比的细调16三、多环频率合成器1.后置分频器的PLL频率合成器合成器有较高的频率分辨率，参考频率也高，转换时间小。问题：输出频率低于环路的工作频率，有时难以实现。图7-9　后置分频器的PLL合成器17应用举例：将工频为50的电源变为60解：如上图所示，设计一后置分频器的PLL合成器182.三环锁相频率合成器A环低位环B环高位环C环相加

8、环参考频率19工作原理分析：A环：B环：C环：讨论：①频率分辨率：A环1K（细调）,B环100K（粗调）。②频率转换时间：③实现了高分辨率，高参考频率，转换时间不变。20第三节小数分频合成器分频原理：利用整数分频器实现小数分频若：N=10.5对输入频率进行10分频和11分频交替进行，其结果相当于10.5分频。推广：10次分频中进行7次5分频，3