频率合成源的分析与实现技术的研究

论文摘要

最近几十年来,电子信息技术飞速发展,应用领域不断扩张。信号发生器被称为电子系统的心脏,在某种程度上影响着甚至决定着整个电子系统的性能。如何研制出低成本、高性能、高可靠性、控制灵活的信号发生器已成为一个热点课题,也正是频率合成技术所要解决的课题。信号发生器的实现方式直接影响决定着它的性能和成本,故其实现方式一直给设计者提出新挑战并得到新变革。近些年来迅速发展的锁相频率合成技术,以其自身性能优势,已经成为频率合成的主要设计方式之一。锁相环是一个自动反馈环路,其应用不仅仅是频率合成。但是,利用锁相环实现的锁相频率合成技术较其它频率合成技术具有很多突出的优点:产生频率的频带宽,而且在相当宽的频带上,能产生一系列与参考信号具有同样精度和稳定度的离散信号。它的不足之处也逐步得到解决,通过小数分频等技术方案基本解决了锁相环的频率分辨率的问题,∑-△技术优化了相位噪声。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的意义和本文的结构
• 1.1.1 课题研究的目的和意义
• 1.1.2 论文的结构
• 1.2 频率合成的概念及其发展
• 1.2.1 频率合成的概念
• 1.2.2 频率合成技术的发展
• 1.3 频率合成器的基本实现方法
• 1.3.1 直接模拟频率合成（DAFS）技术
• 1.3.2 间接频率合成技术（锁相环（PLL）频率合成技术）
• 1.3.3 直接数字频率合成（DDFS）技术
• 1.4 信号源的主要性能指标
• 1.4.1 频率特性
• 1.4.2 幅度特性
• 1.4.3 频谱特性
• 1.4.4 扫描特性
• 1.4.5 调制特性
• 1.4.6 其他特性
• 第二章 锁相频率合成技术
• 2.1 锁相环的组成部件及其工作原理
• 2.1.1 鉴相器与电荷泵
• 2.1.2 环路滤波器
• 2.1.3 压控振荡器
• 2.1.4 分频器
• 2.2 锁相环环路性能分析
• 2.2.1 锁相环的线性化模型与传递函数
• 2.2.2 锁相环的性能分析
• 2.2.3 锁相环的工作过程
• 第三章 锁相环相位噪声分析
• 3.1 锁相环相位噪声分析
• 3.1.1 相位噪声的概念
• 3.1.2 信号的频谱示意图以及相位噪声图
• 3.2 锁相环相位噪声的来源和抑制
• 3.2.1 主要部件的噪声及估算方法
• 3.2.2 锁相环对相位噪声的抑制
• 3.3 抑制小数分频锁相环相位噪声的∑－△调制技术
• 第四章 低噪声宽频带锁相频率合成器的设计
• 4.1 总体方案介绍
• 4.1.1 总体方案介绍
• 4.1.2 课题完成情况
• 4.2 小数分频模块
• 4.2.1 模块介绍
• 4.2.2 环路的锁定
• 4.2.3 环路的稳定性
• 4.3 本振模块
• 4.3.1 模块与芯片介绍
• 4.3.2 仿真结果
• 4.4 控制模块
• 4.5 混频模块和信号调理
• 4.5.1 混频模块
• 4.5.2 信号调理模块
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间研究成果
• 附录