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| 小型化数字式频率合成技术研究 摘 要 频率合成技术是一项技术难度非常大的先进技术，被广泛应用在雷达、导航、通信、空间电子及仪器、仪表等电子系统。随着应用领域的不断扩大，频率合成技术正朝着小型化，数字式的方向飞速发展，一个高性能、小型化、数字式的频率合成器是电子通信系统中的核心部件，发达国家掌握该项技术并生产研制出来的信号源、频谱仪、网络分析仪等这些高性能电子系统，仍然以高昂的价格向我国国内倾销。我国至今在这项技术上与发达国家相比仍有差距，充分说明了频率合成技术的小型化数字式发展还应受到更多重视。 小型化数字式频率合成技术，在某些特殊领域中，在满足系统指标的情况下，具有体积小，全数字，灵活可控等诸多优点。代替了以往3U、6U模块，使其能够在更大的领域上得到更广泛的应用。实现这些性能，采用技术对传统的频率合成方法有了重大的改进。 本文基于双通道DDS芯片波形产生、HMC704锁相合成以及混合式频率合成方案等技术的实现，突破了在弹载、机载等领域上频率合成的小型化、全数字技术。主要研究内容有以下几大部分。 首先，本文论述了频率合成技术的基本概念及关键指标，并分析了直接数字频率合成（DDS）技术和锁相环（PLL）两大技术的工作原理、组成以及发展方向，为小型化数字式频率合成给出设计参考。 其次，以理论分析为基础，设计了一种弹载频率综合器，通过测试，证明该设计满足指标要求，且在系统工作中稳定可靠，设计结果达到了预期目标。本文中采用技术和工程实现方法，对以后的频率合成的小型化数字式设计具有一定的实际和参考意义。 关键词：小型化，频率合成，锁相环，DDS
目 录
第一章 绪 论 1
1.1 研究工作的背景与意义 1
1.2 国内外发展现状 2
1.3 本文的主要贡献 5
1.4 结构安排 5
1.5 本章小结 5
第二章 频率合成及其关键技术 6
2.1 频率合成技术 6
2.1.1 频率合成技术简介及发展 6
2.1.2 频率合成器的关键技术指标 8
2.2 DDS技术 11
2.2.1 DDS概念及优缺点 11
2.2.2 DDS的基本原理 13
2.2.3 杂散分析 16
2.3 锁相技术 19
2.3.1 锁相环基本原理 19
2.3.2 锁相环中的基本模块 22
2.4 本章小结 27
第三章 小型化数字式频率合成器的实现方案 28
3.1 功能要求 28
3.2 指标要求 28
3.2.1 发射激励信号 28
3.2.2 本振信号 29
3.2.3 时钟信号 29
3.2.4 故障检测要求 29
3.3 小型化数字式设计 29
3.3.1 方案选取 29
3.3.2 器件选择 30
3.3.3 具体电路组成 31
3.4 指标分析 32
3.4.1 相位噪声计算 32
3.4.2 杂散电平计算 33
3.5 结构设计 33
3.6 关键技术 34
3.7 本章小结 34
第四章 一种小型化数字式频率合成器设计 35
4.1 基准信号产生电路设计 35
4.2 波形产生电路设计 36
4.2.1 DDS芯片简介 36
4.2.2 波形产生电路硬件设计 38
4.2.3波形产生电路软件设计 42
4.3 锁相电路设计 47
4.3.1 PLL芯片简介 47
4.3.2 锁相电路硬件设计 48
4.3.3 锁相电路软件设计 51
4.4 电源滤波电路设计 53
4.5 本章小结 54
第五章 测试结果及改进建议 56
5.1 测试结果 56
5.2 以往产品对比 59
5.3 设计总结及建议 60
5.3.1 设计总结 60
5.3.2 改进建议 61
5.4 本章小结 61
第六章 总结与展望 62
致 谢 63
参考文献 64
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