EDA宽带小步进频率综合器设计(2)
参考文献 34
附录 35
1 引言
1.1 频率综合器概述
由于数字电视，航天，卫星探测和通信技术的飞速发展，特别是无线通信的频率源的要求越来越高[1]，频谱纯度现有的频率源，频率稳定度，输出频率的数量和输出频率范围更越来越不能满足这些方面的需求[2]。在稳定性方面一般使用石英晶体振荡器来解决，但对于频率个数的要求来说，石英晶体振荡器又是不能满足的，因此我们广泛使用根据频率加，减，乘，除操作的频率合成技术，利用该技术的电路通常称为频率综合器。频率综合器的基本原理是是利用一个或多个有高稳定性和高准确度的标准频率源产生有相同程度稳定性和准确度的很多不同频率源。因为频率综合器可以从一个或多个参考频率中产生多种频率的功能特性，所以它被广泛应用在如卫星探测、雷达、导航、航空航天、数字电视等的现代通讯系统中[3]。
在雷达 ,通信等电子系统中，要实现高性能指标，频率合成技术是术是不可或缺的[4]，很多现代电子设备和系统的功能实现都直接依赖于所用频率合成器的性能 ，所以频率合成器在众多电子系统中有着“系统心脏”的美称[5]。
现在的频率合成技术大致可以分为两类：直接式频率合成和间接式频率合成[6]。
在直接式频率合成中，输出的信号直接由基频信号在频域进行加减（直接模拟合成）或者在时域重构输出波形（直接数字合成）而产生。而在间接式频率合成中，输出的信号则与输入参考信号有一定关系（如锁相环），以此类推，间接合成也可以分为模拟间接合成和数字间接合成。
现实中的的频率合成器，一般会采用直接式和间接式两种方式相结合的方法，吸收两种合成方式的优点，弥补两种方式的缺点，从而达到所需要的设计目标。
1.2 锁相环频率综合器概述
在1932年，DebellSCize最早提出了锁相环的概念[7],而直到1947年锁相环路才第一次被使用在电视机的水平和垂直扫描的同步,从那时开始锁相环路才得到正式应用,在50年代初期,航空航天技术开始快速发展,锁相理论技术作为其中的关键技术也相应的进入高速发展阶段。到目前为止,锁相技术不仅在航天领域,而且己在许多领域得到广泛的应用[8]。
频率合成器是锁相环的一个重要的应用。
在通信领域中，锁相频率综合器起着越来越重要的角色。频率综合器是一个系统，最初产生的一系列频率为参考频率的整数倍，参考频率通常是固定的。这种频率综合器就被称为整数N频率综合器;可以在FM收音机、TV接收机和类似设备中发现它的应用。随着技术的发展，分数N频率综合器也被开发出来。与整数N频率综合器相比，这个新器件产生的频率可以是参考频率的N. f倍，其中N是一个任意数的整数部分，f是分数部分。然而，以前曾经把基于分数N的频率综合器视为另类，突然增加了人们对它的关注，主要应用在扩频领域。
传统的通信使用固定的单一载波。收音机和电视发射机就是这类型的例子。军事通信中，事实证明固定载波频率的链路，很容易被“干扰发射机”破坏。迫使人们开发“跳频”技术。在跳频应用中，用一系列的载波频率取代单一载波频率。该系列由N个载波频率组成，采用伪随机方式交替变化，即发射机在N个载波频率中反复跳动;当然，接收机必须知道载波频率序列，以便在任何时刻跟踪载波频率。在跳频术语中，单个载波频率称为一个“片”(chip)。一个片的持续时间通常为几百微秒。意着接收机必须非常快地切换载波频率，也就是100微秒之内。在切换输出频率方面，分数N频率综合器要优于传统的整数N频率综合器。因为跳频技术在新一代移动电话中的使用，因而它在民用通信中的作用日益重要。
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