线性调频与二相编码信号源的研制

论文摘要

自从七十年代初DDS即直接数字频率合成技术被提出以来,DDS技术就以其优异的频率切换速度和频率分辨率等性能得到广泛的关注,因而也吸引了大批的科学家从事DDS的研究。DDS技术由此也得到了快速的发展。正是基于DDS的以上特点,本文提出了一种超高频、高速线性调频信号源的实现方案和关键技术。采用DDS+PLL的混合频率合成方案实现DDS端344-356MHz的线性调频信号的输出,再通过分段放大倍频链路实现从1.032-1.068GHz到2.064-2.136GHz的扩频,并与由PLL产生的3.4GHz的本振信号进行混频,最后产生中心频率为5.5GHz调频带宽为12MHz的线性调频信号及二相编码信号。本文首先介绍了直接数字频率合成技术DDS和锁相环频率合成技术PLL的基本原理和特点,以及DDS+PLL的混合频率合成技术,并对频率扩展的方法进行了分析和比较。然后进行系统论证,对各部分系统作可行性分析,并根据要求达到的技术指标,选择合适的器件来搭建系统电路,进行合理的电路的布局和多层PCB电路板的设计与制作。最后,通过反复调试程序和硬件电路,基本实现了所要求的技术指标。根据实际工作经验,文中对在设计和调试中遇到的问题进行了总结,同时给出了相应的解决办法。最后,针对原有系统的不足和可改进的反面提出了一些建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究的背景及其意义
• 1.2 线性调频信号产生技术的国内外研究状况
• 1.3 频率合成技术概述
• 1.3.1 直接式频率合成
• 1.3.2 间接式频率合成
• 1.3.3 直接数字频率合成技术
• 1.3.4 频率合成的主要技术指标
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 频率合成技术的基本原理
• 2.1 直接频率合成技术DDS
• 2.1.1 直接频率合成技术DDS的工作原理
• 2.1.2 直接频率合成技术DDS的特点
• 2.1.3 直接频率合成技术DDS频谱特性分析的特点
• 2.1.4 直接频率合成技术DDS的杂散特性分析
• 2.2 锁相环频率合成技术PLL
• 2.2.1 锁相环的工作原理
• 2.2.2 锁相环的组成
• 2.2.3 锁相环性能分析
• 2.3 本章小结
• 第3章 线性调频信号源的设计方案和器件选取
• 3.1 DDS技术和PLL技术的结合
• 3.1.1 DDS直接激励PLL方案
• 3.1.2 PLL内插PLL方案
• 3.1.3 DDS和PLL输出混频方案
• 3.2 线性调频及二相编码信号源方案的提出
• 3.2.1 要求达到的技术指标
• 3.2.2 系统方案的选择
• 3.3 主要器件的选择
• 3.3.1 DDS器件的选取与介绍
• 3.3.2 PLL器件的选取与介绍
• 3.3.3 VCO芯片的选取与介绍
• 3.3.4 FPGA器件的选取
• 3.3.5 倍频器件、混频器、运放及滤波器件的选取
• 3.4 本章小结
• 第4章 信号源的硬件电路的设计与实现
• 4.1 系统的总体构成
• 4.2 各模块部分电路设计
• 4.2.1 DDS参考时钟的输入
• 4.2.2 DDS输出电路接口
• 4.2.3 PLL电路的设计与仿真
• 4.2.4 控制电路FPGA的设计
• 4.2.5 电源电路设计
• 4.3 PCB制作
• 4.4 硬件电路板电磁兼容问题的考虑
• 4.5 本章小结
• 第5章 系统调试和结果分析
• 5.1 锁相环PLL模块调试
• 5.1.1 电路调试
• 5.1.2 软件编程
• 5.2 DDS模块调试
• 5.2.1 电路调试
• 5.2.2 软件编程
• 5.3 实验测试结果
• 5.4 测试分析及调试体会
• 5.4.1 实验测试分析
• 5.4.2 调试体会
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢