开题报告-锁相环频率合成器的的设计与制作.doc

一、选题的依据及意义： （一）选题依据 直接数字频率合成器（Direct Digital Frequency Synthesizer）是 一种基于 全数字技术，从相位概念出发直接合成所需波形的一种频率合成技术。其电路系统具有较高的频率分辨率，可以实现快速的频率切换（20ns）,频率分辨率高（0.01HZ）,频率稳定度高，输出信号的频率和相位可以快速程控切换，输出相位可连续，可编程以及灵活性大等优点。DDS技术很容易实现频率、相位和幅度的数控调制，广泛用于接收本振、信号发生器、仪器、通信系统、雷达系统等，尤其适合调频无线通信系统 DDS的基本大批量是利用采样定量，通过查表法产生波形。DDS的结构有很多种，其基本的电路相位累加器由N位加法器与N位累加寄存器级联构成。每来一个时钟脉冲fs，加法器将控制字k与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加后的结果送到累加寄存器的数据输入端，以使加法器在下一个时钟脉冲的作用下继续与频率控制字相加。这样，相位累加器在时钟作用下，不断对频率控制字进行线性相位加累加。由此可以看出，相位累加器在每一个中输入时，把频率控制字累加一次，相位累加器输出的数据就是合成信号的相位，相位累加器的出频率就是DDS输出的信号频率。用相位累加器输出的数据作为波形存储器（ROM）的相位取样地址。这样就可把存储在波形存储器内的波形抽样值（二进制编码）经查找表查出，完成相位到幅值转换。波形存储器的输出送到D/A转换器，D/A转换器将数字量形式的波形幅值转换成所要求合成频率的模拟量形式信号。低通滤波器用于滤除不需要的取样分量，以便输出频谱纯净的正弦波信号。DDS在相对带宽、频率转换时间、高分头放力、相位连续性、正交输出以及集成化等一系列性能指标方面远远超过了传统频率合成技术所能达到的水平，为系统提供了优于模拟信号源的性能。 DDS问世之初，构成DDS元器件的速度的限制和数字化引起的噪声这两个主要缺点阻碍了DDS的发展与实际应用。近几年超高速数字电路的发展以及对DDS的深入研究，DDS的最高工作频率以及噪声性能已接近并达到锁相频率合成器相当的水平。随着这种频率合成技术的发展，现已广泛应用于通讯、导航、雷达、遥控遥测、电子对抗以及现代化的仪器仪表工业等领域。 数字频率合成器是一种基础测量仪器,到目为止已有30多年的历史,早期设计师们追求的目标主要是扩展测量范围,再加上提高测量的精度、稳定度等，这些也是人们衡量数字频率计的技术水平，决定数字频率计价格高低的主要依据。目前这些基本技术日益完善，成熟。应用现代技术可以轻松的将数字频率计的测频上限扩展到微波频段。随着科学技术的发展，用户对数字频率计也提出了新的要求。对低档产品要求操作简单方便，测量（足够）宽、可靠性高、价格低。而对于中高档产品要求有高的分辨率、高精度、高稳定度、高测量速率；除了通用频率计所具有的功能外，还要求有数据处理功能，统计分辨功能，时域分析功能等等，或者包含电压测量等其他功能，这些要求有的已经实现或者部分实现，但要真正完美的实现这些目标，对于生产厂家来说，还有许多工作要做，而不是表面看来似乎发展到头了。目前国外市场上的频率计数器, 都是基于脉冲计数的原理, 其功能除了直接测量频率值外, 还可测量信号周期、多周期、时间间隔、脉冲宽度、频率比、占空比、统计计数等, 有的甚至可以测量频率参数以外的参数, 如电压、相位、功率等。这种以频率测量为主体的多功能数字式测量仪器, 也称电子计数器。综观国内研制生产的数字式频率计, 虽然在采用大规模集成电路和专用集成电路、改进设计、强化多功能和小型化等方面取得很大进展, 但其技术性能与国外同类先进产品相比, 仍有差距。DDS在相对带宽、频率转换时间、高分头放力、相位连续性、正交输出以及集成化等一系列性能指标方面远远超过了传统频率合成技术所能达到的水平，为系统提供了优于模拟信号源的性能。