宽带频率综合器设计与应用论文

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1、宽带频率综合器设计与应用毕业论文目次1绪论21.1选题背景及意义21.2频率合成技术现状与未来31.3本文的主要内容41.4总结52频率合成器的基本知识72.1频率合成器的简介72.2频率合成器及其技术指标72.3锁相环频率合成器82.3.1锁相环频率合成器工作原理82.3.2基本环路方程92.3.3环路相位模型和基本方程122.3.4锁相环路的线性分析132.4本章小结143相位噪声的分析143.1相位噪声的介绍143.2相位噪声对接收机的影响153.3相位噪声和抖动的关系163.4相位噪声和抖动分析173.5常见的相位噪声优化方法18

2、3.5.1滤波技术183.5.2去除尾电流源技术183.5.3减小压控电压增益203.5.4QVCO203.5本章小结204宽带频率综合滤波器详细设计214.1各个模块的功能和预期指标214.2相位噪声分析234.3DDS与MCU模块设计234.3.4DDS和单片机电磁兼容的问题284.4DDS后级滤波器和放大器的设计284.5PLL模块的设计和实现294.5.1PLL模块的主要器件和技术指标294.5.2环路滤波器的设计304.5.3R分频器和N分频器的设置324.5.4单片机对PLL的控制32414.5.5功率分配器的设计324.6X

3、波段放大倍频模块的设计和实现334.6.1C波段滤波器和X波段滤波器的设计334.6.2放大器和倍频器的设计344.6.3X波段频率合成器的调试344.7本章小结365系统仿真36总结39致谢40参考文献41411绪论1.1选题背景及意义近几年用户对通信仪器的需求大大刺进了通信系统的系统演变和市场扩大。用户要求逐步提升移动通信服务质量，使得移动通信运营商提高了仪器的投资。同时通信运营商要求通信设备生产商提供靠谱点、效率高的通信仪器，于是通信设备生产商也提高了了在通信测试仪器方面的投资。随着3G等移动通信在中国的不断发展和应用，射频测试仪表

4、设备有着广阔的市场前景，在该领域进行自主开发具有很深远的现实意义。频率合成器是用高精度晶体振荡器作为基准，通过合成技术能产生一系列具有一定频率间隔的高清度频率源，分直接合成和锁相环合成两种。它被大范围应用于通信、导航、雷达、电子战等领域中,被誉为电子设备的“心脏”,对接收机的性能有重要的影响。随着军事发展的需要,信号侦收频段在扩展,需要研制宽频带、小步进微波频率合成器。现代战争是争夺电子频谱控制权的战争。在空间通信、雷达测量、遥测遥控、射电天文、无线电定位、卫星导航和数字通信等先进的电子系统中都需要有一个频率高度稳定的频率合成器。电子干扰

5、使雷达、通信面临着新的挑战。通信在电子战中跳频体制成为一种重要的军事通信手段。跳频通信系统必须装备与跳频速度相适应的频率合成器。一个性能优良的频率合成器应同时具备输出相位噪声低、频率捷变速度快、输出频率范围宽和捷变频率点数多等特点。频率合成理论大约是在30年代中期提出来。最初产生并进入实际应用的是直接频率合成技术。六十年代末七十年代初，相位反馈控制理论和模拟锁相技术的在频率合成领域里的使用，掀起了频率合成技术发展史上的一次变革，相干间接合成理论就是这场革命的孕育结果。接着数字化的锁相环路部件如数字鉴相器、数字可编程分频器等的涌现及及在锁相

6、频率合成技术中的应用产生了数字锁相频率合成技术。由于不断引进和借鉴如吞脉冲计数器、小数分频器、多模分频器等数字技术发展的产物，数字锁相频率合成技术已相当成熟。目前频率合成主要有三种方法：直接模拟合成法、锁相环（PLL）合成法和直接数字合成法。直接模拟合成法利用倍频（乘法）、分频（除法）、混频及滤波，从单一或几个参数频率中产生多个所需的频率。该方法频率转换时间快（小于100ns41），但是体积大、功耗大，目前已基本不被采用。直接数字合成（DDS）是近年来迅速发展起来的一种新的频率合成方法。直接数字频率合成(DDS--DirectDigita

7、lSynethsizer)技术于1971年首先被提出。锁相环合成法通过锁相环完成频率的加、减、乘、除运算。该方法结构简单、集成容易，频谱纯度高，被大幅度运用，但存在高分辨率和快转换速度之间的矛盾，一般只能用于大步进频率合成技术中。现代电子技术的发展对电子设备关键器件-频率合成器提出了越来越高的要求，对频率合成器的频谱纯度、相位噪声和跳频速度等指标的要求在不断提高。依据应用系统的不同，对各项指标要求的侧重点也有所不同，利用微波固态电路基础知识,采用锁相环频率合成技术实现X波段宽带频率综合器。这种方法是利用锁相PPL构成频率合成器，锁相频率合

8、成技术是利用鉴相器、环路虑波器，压控振荡器以及分频器的特性，使压控振荡器的输口频率与基准参考频率之间保持严格的比例关系并得到相同的频率稳定度。这种锁相频率台成器电路简单，成车低廉，具有极宽的输