论文摘要
集群移动通信也开始进入了数字时代,数字集群通信以其业务种类多、频谱利用率高、保密性好等特点得到了广泛的青睐,与此同时基于DMR （Digital Radio Mobile）集群通信标准的数字对讲机也开始了飞速发展。在无线通信的数字对讲机中,频率合成器是一个很重要的模块,它能够为射频收发机提供高精度、高稳定度的本地振荡信号,频率合成器的性能会直接影响到整个收发系统的性能,被称为无线通信系统的“心脏”,是整个收发链路中至关重要的一环。本次设计的频率合成器为超外差接收机的第一次下变频提供本振信号。本文选择了锁相环频率合成器来产生本振信号,论文的主要结构如下：首先,介绍了频率合成的三种方法：直接频率合成、直接数字频率合成和锁相环频率合成,通过比较它们之间的优缺点来确定合适的方案,本文选择了锁相环频率合成器,因为锁相环频率合成器具有良好的相位跟踪特性和较宽的频率输出范围；然后,详细介绍了锁相环频率合成器的各个组成部分并且阐述了鉴相器、环路滤波器和压控振荡器的工作原理,给出了三阶低通滤波器的设计原理,通过对两种不同的锁相环芯片即整数分频和小数分频锁相环芯片进行仿真比较,确定了选择整数分频的频率合成芯片ADF4111来进行设计,因为整数分频频率合成器有着良好的相位裕度特性和很低的杂散响应。VCO电路采用振荡管和变容二极管调谐的方法来实现,给出了电路的设计原理,本文采用clapp射频振荡电路和利用变容二极管调谐的变频电路共同组成VCO的振荡电路,然后再添加一级缓冲电路和放大电路就可以很好的达到设计要求。最后,设计了应用于数字集群通信的频率范围为305.15MHz-345.15MHz的频率合成器,通过对制作的电路板进行不断的调试和测试,并且给出了相应的测试结果以及分析总结,测试结果表明了本振源的设计满足系统的要求。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 研究的背景和意义1.2 本振的基本原理与概念1.3 国内外研究现状和发展趋势1.3.1 国外发展现状1.3.2 国内研究现状1.3.3 频率合成器发展趋势1.4 论文的主要内容及安排1.5 作者主要的工作1.6 设计指标及框图1.7 本章小结第二章 频率合成技术综述2.1 频率合成技术简介2.2 频率合成的基本方法2.2.1 直接式频率合成器2.2.2 锁相式频率合成器2.2.3 直接数字式频率合成器2.3 本章小结第三章 锁相环频率合成器的工作原理3.1 锁相环的基本结构及工作原理3.2 鉴相原理3.2.1 乘法器鉴相器3.2.2 时序鉴相器3.2.2.1 PFD工作原理3.2.2.2 PFD的延迟效应3.2.2.3 电荷泵锁相环3.2.2.4 锁相性能分析3.3 环路滤波器设计3.3.1 无源环路滤波器3.3.1.1 无源环路滤波器参数3.3.1.2 无源二阶环路滤波器设计3.3.1.3 无源三阶环路滤波器设计3.3.2 有源环路滤波器3.3.2.1 提高增益的有源滤波器3.3.2.2 反馈法有源滤波器3.4 压控振荡器3.4.1 射频振荡器振荡条件3.4.2 LC振荡器3.4.3 压控振荡器3.4.3.1 变容二极管模型3.4.3.2 变容二极管的特性3.4.3.3 变容二极管的连接3.4.3.4 压控振荡器的相位模型3.4.3.5 压控振荡器的指标参数3.5 本章小结第四章 整数和分数频率合成器4.1 整数频率合成器4.1.1 整数频率合成器原理4.1.2 整数频率合成器特性4.1.3 参考杂散4.1.4 频率切换时间和环路带宽4.1.5 相位噪声分析4.1.6 整数频率合成器的设计过程4.2 分数频率合成器4.2.1 分数频率合成器原理4.2.2 分数频率合成器的相位噪声和杂散4.2.3 分数频率合成器的捕获时间4.3 基于整数频率合成器ADF4111的仿真4.4 基于分数频率合成器ADF4350的仿真4.5 本章小结第五章 频率合成器电路设计及测试结果分析5.1 频率合成器电路设计5.1.1 ADF4111锁相环芯片介绍5.1.2 基于ADF4111的频率合成器电路5.1.2.1 参考频率源电路5.1.2.2 环路滤波器电路5.1.2.3 控制电路5.1.2.4 VCO电路5.1.3 频率合成器的PCB设计5.2 频率合成器软件设计5.2.1 软件流程5.3 测试结果及分析5.4 本章小结第六章 总结致谢参考文献附录
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