通信电子电路课件第6章(免费阅读).ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * North China Electric Power University 通信电子电路 第6章 反馈控制电路与频率合成 （6）锁相环的应用极为广泛，可方便地构成调频、鉴频、同步检波、混频、倍频、分频及频率合成电路，且性能优越。 （7）频率合成的主要方法是锁相频率合成和直接数字频率合成。锁相频率合成法中重要部分是锁相环和可编程分频器。提高分频器的分频速度及锁相环中VCO的工作频率是提高频率合成器指标的关键。 （8）采用吞脉冲技术可提高分频速度，采用双模分频原理可实现小数分频。应该掌握单环、吞脉冲和多环频率合成器组成方框图和频点的计算，了解DDS的基本原理和频率合成方法。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * North China Electric Power University 通信电子电路 第6章 反馈控制电路与频率合成 对于模拟直接合成法ts最低可达到微秒（us），而对于DDS合成法，可以做到纳秒（10-9S）级，而PLL合成法的ts主要取决于环路的锁定时间，目前PLL频率合成的换频时间ts大约为参考频率周期的25倍左右，即ts≈25/ fr 4、频率稳定度与准确度 频率稳定度：规定时间内频率合成器输出频率偏离标称值的程度。 频率准确度：实际工作频率与其标称值之间的偏差。 频率合成器的频稳度取决于参考频率的频稳度。 5、频谱纯度 指频率合成器输出信号接近正弦波的程度。用输出有用信号电平与各种干扰（噪声）合成总电平之比表示，单位为分贝。 North China Electric Power University 通信电子电路 第6章 反馈控制电路与频率合成 频率合成器的输出频谱： 频率合成器中，输出信号 中的寄生干扰和相位噪声 影响了合成器输出的频谱 纯度。 寄生干扰主要是谐 波和杂散干扰频率， 由放大器的非线性特性和 混频组合频率干扰产生。 相位噪声是瞬间频率稳定度的频域表示，在频谱上呈现为主谱两边的连续噪声。 集成DDS电路的相位噪声在△fo =1kHz时，可达到-80dB。 North China Electric Power University 通信电子电路 第6章 反馈控制电路与频率合成 6.3.2单环锁相频率合成器 一、基本型单环锁相频率合成器 基本型单环锁相频率合成器方框图如下图： 环路锁定时，VCO输出频率fo=Nfr ，选择不同的分频比N可以得到不同频率的输出信号，显然，合成输出频率的最小频率间隔△fo=fr ，即频率分辨率等于参考频率fr 。 North China Electric Power University 通信电子电路 第6章 反馈控制电路与频率合成 【例】已知晶体振荡器的振荡频率为1MHz，设计一个锁相频率合成器，输出频率为1kHz～999kHz，频率间隔为1kHz，画出方框图并计算分频比N。 【解】将晶体振荡频率先经过÷1000的固定分频器，将1MHz 信号变成1kHz信号 当频率合成器输出最低频率fomin =1kHz时，分频比为 Nmin =fomin/fr =1 当频率合成器输出最高频率fomax =999kHz时，分频比为 Nmax =fomax/fr =999 因此，可变分频器分频比N=1～999，其实现框图： North China Electric Power University 通信电子电路 第6章 反馈控制电路与频率合成 单环锁相频率合成器的输出频率分辨率等于参考频率，这将对PLL性能带来难以解决的问题： ①输出频率的频率转换时间ts大约需要25个参考频率周期，所以频率分辨率与频率转换时间成反比。 ②在输出频率覆盖范围较宽，而频率分辨率又要求较高的情况下，由于频率间隔△fo=fr很小，参考频率fr必须低，则环路分频比N的变化范围将很大，从而使环路增益在波段内将有很大的变化，导致PLL性能很不稳定。 ③PLL的环路滤波器是用来滤除鉴相器输出的参考频率和谐波及杂散噪声等，所以环路滤波器的带宽必须小于或等于参考频率。在较高的频率分辨率条件下，由于参考频率的降低，必然要求环路滤波器的带宽变窄，从而导致捕捉带很窄，严重影响环路的频率特性和锁定特性。而且当输出频率转换为另一个频