频率合成器的工作原理与主要部件
ad9959工作原理
ad9959工作原理
AD9959是一种数字信号处理器，用于生成高精度的频率和相位可编程的正弦波和方波信号。
它是一款高性能的直接数字频率合成器，通过单个时钟输入即可生成具有高精度、高带宽、高动态范围的信号。
AD9959 的工作原理是通过使用数字信号处理技术来实现频率和相位可编程的正弦波和方波信号的生成。
它的主要组成部分包括数字信号处理器(DSP)、控制接口、高速时钟和数字模拟转换器(DAC)。
AD9959的DSP结构中包含了一组内部存储器和一组运算单元。
以高速时钟为基准，DSP将输入的频率和相位信息转换为数字信号，然后通过DAC转换为模拟信号输出。
通过改变DSP中存储的频率和相位信息，可以实现对输出信号的频率和相位进行控制。
此外，AD9959还具备多种调制方式，例如幅度调制、频率调制、相位调制和频率/相位调制等。
控制接口部分主要由SPI接口和控制寄存器组成，使得用户可以在外部控制AD9959的工作模式、频率、相位、调制方式等参数。
此外，AD9959还具备多种输出模式，例如单端输出、差分输出和反相输出等。
总的来说，AD9959是一种高性能的数字信号处理器，能够实现高精度、高带宽、高动态范围的频率和相位可编程的正弦波和方波信号的生成，广泛应用于通信、
医疗、测量、雷达、太空等领域。
频率合成器电路
频率合成器电路
频率合成器电路是一种电子电路，其主要功能是产生稳定的、可调节的高频信号。
频率合成器电路通常由振荡器、分频器、锁相环等组成。
其中振荡器产生基准信号，分频器将基准信号分频得到一系列频率，锁相环将这些频率与参考信号比较，调整振荡器输出频率，以达到所需的频率合成效果。
目前，频率合成器电路被广泛应用于通信、雷达、测量等领域，其稳定性、可调性等特点得到了广泛认可。
不同类型的频率合成器电路应用场景有所不同，例如直接数字频率合成器（DDS）广泛应用于通信领域，锁相环频率合成器（PLL）则被广泛应用于雷达、测量等领域。
随着科技的不断发展，频率合成器电路也在不断完善，新型的频率合成器电路不仅具有更高的频率、更稳定的性能，同时也考虑到了功耗、体积等方面的优化，以适应不同的应用场景。
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频率合成的原理及应用视频
频率合成的原理及应用视频1. 引言频率合成是一种将多个不同频率的信号进行合成，生成新的复合频率信号的技术。
通过频率合成，我们可以生成各种各样的音频信号，用于音乐制作、音频合成、声音合成等领域。
频率合成技术的发展使得音乐产生了革命性的变化，创造了更加多样化的音乐作品。
这个视频将会介绍频率合成的原理及其在实际应用中的一些例子。
2. 频率合成的原理频率合成的原理基于振荡器和混频器的组合。
频率合成器可以根据一组输入频率和幅度信息，输出所需的特定频率的复合信号。
频率合成主要依赖于两个核心组件：•振荡器：振荡器是一种电子设备，可以产生特定频率的周期性信号。
它们可以是简单的正弦波振荡器，也可以是复杂的波形合成器。
振荡器通常由振荡电路或晶体管实现。
•混频器：混频器是一种电子设备，可以将两个或多个不同频率的信号混合在一起。
混频器可以通过调整不同频率信号之间的相对幅度，生成新的复合频率信号。
频率合成的过程大致可以分为以下几步：1.输入待合成的频率信息和幅度信息。
2.使用振荡器生成具有特定频率的信号。
3.使用混频器将多个不同频率的信号混合在一起。
4.输出生成的复合频率信号。
3. 频率合成的应用频率合成技术在许多领域中得到广泛应用，以下是一些常见的应用示例：3.1 音乐合成频率合成技术在音乐制作中扮演重要角色。
通过合成器、调音台和效果器等设备，音乐制作人可以合成各种音乐乐器的声音，如钢琴、吉他、风琴等。
频率合成使得音乐制作人可以创造出各种奇特的音乐效果，为音乐作品增添独特的风格和魅力。
3.2 语音合成频率合成技术在语音合成中也得到广泛应用。
语音合成系统可以将文本或符号转化为声音信号。
通过合成器和音频处理算法，语音合成系统可以产生具有自然听感的合成语音。
这种技术被广泛应用于语音助手、导航系统、自动电话系统等各种语音交互应用中。
3.3 音频特效频率合成技术还可以用于音频特效的生成。
通过合成器和音频效果器，音频工程师可以产生各种特殊的音频效果，如回声、混响、声相位扭曲等。
频率合成的原理及应用
频率合成的原理及应用1. 引言频率合成是指通过将多个频率的信号按照一定的方法合成成新的频率信号。
频率合成技术在通信、音乐合成、电子制作等领域有着广泛的应用。
本文将介绍频率合成的原理及其在不同领域的应用。
2. 频率合成的原理频率合成的原理是通过组合多个基础频率的正弦波，按照一定的振幅、相位和时间长度的比例进行叠加，从而得到新的频率信号。
2.1 基础频率基础频率是频率合成中最小的频率单位，可以选择任意合适的频率作为基础频率。
常用的基础频率包括正弦波、方波、锯齿波等。
2.2 振幅、相位和时间长度频率合成中每个基础频率的振幅、相位和时间长度都可以自由设定，以实现不同的合成效果。
通过调整振幅可以控制合成信号的音量，通过调整相位可以改变信号的起始相位，通过调整时间长度可以改变合成信号的持续时间。
2.3 叠加原理频率合成中的叠加原理是基于线性叠加原理，即将多个信号按照一定的比例进行叠加，得到新的合成信号。
叠加过程中，各个信号之间可以存在不同的相位差，通过调整相位差可以实现音色的变化。
3. 频率合成的应用3.1 通信领域在通信领域，频率合成常用于无线电调制解调器、频率分割多址访问等设备中。
通过合成不同频率的载波信号，可以实现不同频道之间的切换和传输。
3.2 音乐合成在音乐合成领域，频率合成被广泛应用于电子合成器和音乐制作软件中。
通过合成多个基础频率的正弦波，可以创建出各种不同的音色和音效。
3.3 电子制作在电子制作中，频率合成常用于生成各种音效和信号波形。
通过合成不同频率、振幅和相位的信号，可以实现闹钟、音乐播放器等电子产品的功能需求。
3.4 频率合成器频率合成器是一种常见的电子设备，可以通过合成多个频率信号来生成所需的频率。
频率合成器在频率测量、信号发生器、频谱分析仪等设备中得到广泛应用。
4. 总结频率合成是一种通过组合多个基础频率的正弦波，按照一定的振幅、相位和时间长度的比例进行叠加的技术。
频率合成在通信、音乐合成、电子制作等领域有着广泛的应用。
频率综合器的结构
频率综合器的结构引言频率综合器是一种电子器件，用于将一个或多个输入信号的频率按照一定的规律合成为一个输出信号的器件。
频率综合器在通信系统、无线电设备、音频设备等领域中具有广泛的应用。
本文将介绍频率综合器的结构及其工作原理。
一、频率综合器的基本原理频率综合器的基本原理是利用相位锁定环（Phase-Locked Loop，简称PLL）来实现输入信号频率的合成。
PLL由相位比较器、低通滤波器、可变频率振荡器和分频器组成。
其工作原理如下： 1. 输入信号与可变频率振荡器产生的信号经相位比较器进行相位对比。
2. 相位比较器的输出经低通滤波器进行滤波，得到控制电压。
3. 控制电压作用于可变频率振荡器，使其输出信号的频率与输入信号的频率相同或相差一个整数倍。
4. 分频器将可变频率振荡器的输出信号进行分频，得到所需的输出频率。
二、频率综合器的结构频率综合器的结构可以分为三个部分：输入模块、PLL模块和输出模块。
2.1 输入模块输入模块用于接收外部的输入信号作为合成频率的参考信号。
输入模块通常包括滤波器、放大器和相位锁定环。
滤波器用于消除输入信号中的干扰，放大器用于增加信号强度，相位锁定环用于提供输入信号与合成信号之间的相位对比。
2.2 PLL模块PLL模块是频率综合器的核心部分，主要由相位比较器、低通滤波器、可变频率振荡器和分频器构成。
2.2.1 相位比较器相位比较器用于比较输入信号的相位与可变频率振荡器输出信号的相位差，产生控制电压。
2.2.2 低通滤波器低通滤波器对相位比较器的输出信号进行滤波，去除高频噪声，得到平滑的控制电压。
2.2.3 可变频率振荡器可变频率振荡器根据控制电压的调节，改变输出信号的频率，以实现输入信号频率的合成。
2.2.4 分频器分频器将可变频率振荡器的输出信号进行分频，得到所需的输出频率。
2.3 输出模块输出模块用于将频率综合器合成的输出信号输出到外部电路。
输出模块通常包括滤波器和放大器，滤波器用于去除合成信号中的高频噪声，放大器用于增加输出信号的幅度。
频率合成技术原理
1.1 频率合成技术频率源作为通信系统中的重要组成部分，在通信系统中起到关键的作用，随着现代通信技术向着高速率、高频率的方向发展，要求频率综合器向着高频率、超宽带、小步进、快速跳频、低杂散、低相位噪声的方向发展错误！未找到引用源。
得益于电子器件和微电子技术的发展，频率合成技术也得到了突破性的发展。
尤其是数字频率合成技术的出现，大大促进了小步进、捷变频频率合成器的发展错误！未找到引用源。
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1.1.1 数字直接频率合成技术数字频率合成器（DDS ）的组成主要有波形存储器 、相位累加器、低通滤波器、D/A 转换器等错误！未找到引用源。
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.1为其原理框图。
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.1 DDS 原理框图DDS 的工作为相位累加器在外部时钟的控制下对频率控制字进行线性累加，累加后得到相位码，作为正弦查找表的地址，通过查找表方式得到对应的正弦波的幅度码，在经过D/A 转换得到相应的阶梯波，最后经过低通滤波器得到平滑的正弦波错误！未找到引用源。
下面将分析DDS 输出频率与频率控制字的关系。
为了简化分析过程，假设输出信号为初始相位为0，幅度为1，那么输出正弦波可以表示为：(t)cos t cos2s ft ωπ== （2.11）其中f 为信号频率，从式中可知DDS 输出信号的瞬时相位是时间的函数，其就是利用这种联系实现所需要频率。
将f 表示为：22f t ωϕππ∆==∆ （2.12）其中ϕ为采样间隔t 时间内的相位增量， 22n K πϕ⋅∆=（2.13） n 为采样位数，采样周期1/c t f ∆=，可得：22c c n f K f f ϕπ∆⋅== （2.14）所以通过频率控制字K 即可实现对输出频率的控制，频率分辨率由采样位数n 决定错误！未找到引用源。
从上面的分析可知，DDS 作为频率合成器具有频率分辨率高、频率切换时间短等显著特点，但是也存很多不可避免的缺陷，如输出频率低、输出杂散较多等。
频率合成器原理
频率合成器原理
频率合成器是一种将一个高稳定度和高精度的标准频率信号（经过加减乘除四则运算），产生同样高稳定度和高精度的大量离散频率的技术。
基于频率合成原理所组成的设备或仪器称为频率合成器。
频率合成器的工作原理主要基于锁相环（PLL）技术。
PLL是一种用于锁定
相位的环路，其控制量是信号的频率和相位。
它利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位，实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，最终呈现出动态平衡。
PLL频率合成器的工作原理如下：
1. 参考信号输入：将参考信号（例如晶振产生的稳定信号）输入PLL电路
中的相位检测器（PD）中。
2. 相位比较：将参考信号与频率可调的参考分频器输出的信号进行相位比较。
相位比较器会将两个信号的相位差转化为一个宽度与相位差成正比的脉冲信号。
3. 滤波器：将相位比较器输出的脉冲信号通过一个低通滤波器进行滤波，得到一个直流电压作为控制电压。
4. 控制电压输出：将滤波后的直流电压作为控制电压输入到压控振荡器（VCO）中，控制VCO的频率输出。
5. 输出信号调节：将VCO的输出信号经过分频器分频后得到所需的输出频率。
以上内容仅供参考，建议查阅关于频率合成器的书籍或咨询专业人士获取更准确的信息。
数字频率合成器原理
数字频率合成器原理
数字频率合成器（DigitalFrequencySynthesizer）是一种电子设备，用于产生高精度和可调节的频率信号。
其原理基于数字信号处理技术和参考时钟信号。
数字频率合成器的工作原理如下：
1.参考时钟：数字频率合成器首先接收一个高精度稳定的参考时钟信号，通常是一个晶体振荡器提供的恒定频率信号。
这个参考时钟作为系统的时基。
2.相位积累器：参考时钟信号经过相位积累器，对其相位进行连续的积累。
相位积累器根据所需输出频率的要求，按照一定的步进值或相位增量来累加相位。
每个时钟周期，相位积累器的相位都会根据步进值逐渐增加，并形成一个随时间线性增长的相位。
3.相位加法器：相位积累器的输出与一个可编程的相位加法器进行相位叠加。
该相位加法器接收用户输入的频率控制字（FrequencyControlWord），用于设定所需频率的分辨率和范围。
在每个时钟周期中，相位加法器将相位积累器的输出相位与频率控制字相加，得到一个新的相位。
4.数字到模拟转换器（DAC）：经过相位加法器得到的新相位被输
入到数字到模拟转换器中，将其转换为连续的模拟信号。
这个模拟信号的频率由相位积累器的输出相位和频率控制字来决定。
5.滤波器：通过一个低通滤波器对模拟信号进行滤波，去除高频噪声，得到所需频率信号的纯净输出。
滤波后的信号即为数字频率合成器的输出信号。
由于数字频率合成器采用数字信号处理技术，可以精确控制输出频率，并具有较低的抖动和相位噪声。
它在电子通信、射频信号生成、音频合成等领域有广泛应用。
7.4频率合成器
12位可编程二进制计数器。 R: 3~4095（即212-1）
锁定时输出一 脉宽极窄的脉 冲；失锁时， 输出脉宽较宽 且不时变化的 矩形脉冲。
MC145146
f0 = (PN+A) fr
MC145系列集成频率合成器件， 采用CMOS工艺。其中MC145200、 MC145201工作频率可达2GHz。
高频电子线路
7.4 频率合成器
为实现高质量的无线通信，抗干扰，近代通信系统往往 要求通信机具有大量的、可供用户选择的、能迅速更换的频 率稳定度和精度很高的载波信号频率。 晶体振荡器虽然频率稳定度和精度很高，但其频率值只 能在很小范围内微调。 频率合成器作用：利用一个或多个基准频率，产生一系 列等间隔的频率。这些频率的频率稳定度和精度均和基准频 率的相同，且频率转换的时间很短。
高频电子线路
在一个计数周期内，总脉冲计数量为 N=(P+1)A + P (N-A) = PN+A 可变分频器的分频比为 f0’/ f0 =的组成与工作原理
吞脉冲可变分频器 f0 = (PN+A) fr
高频电子线路
3. 吞脉冲锁相频率合成器应用举例
N: 3~1027 （即210-1 ） A: 3~127 （即27-1 ）
高频电子线路
小结
·自动增益控制（AGC) 自动频率控制（AFC) 自动相位控制（锁相环PLL) ·锁相环PLL：利用相位调节消除频率误差 构成：鉴相器、环路滤波器、压控振荡器 ·锁相环的两种自动调节过程
高频电子线路
捕捉过程：失锁 锁定 环路捕捉带P ：能够由失锁到锁定的最大输入固有频差。 跟踪过程：锁定 维持锁定 同步带H ：能够保持跟踪的最大频差。又称跟踪带。
高频电子线路
dds直接频率合成器原理
dds直接频率合成器原理DDS直接频率合成器是一种基于数字信号处理技术的频率合成器，可以通过数字控制直接产生高精度的频率输出。
它的原理是利用数字信号处理器（DSP）或者微控制器（MCU）等数字电路对数字信号进行处理，通过改变数字信号的相位和频率来实现产生不同频率的输出信号。
DDS直接频率合成器的核心是相位累加器和查找表。
相位累加器是一个计数器，它以固定的时钟频率递增，产生一个连续的相位值。
查找表是存储了一组相位值对应的幅值的存储器，可以根据相位值查找到对应的幅值。
工作原理如下：首先，输入一个参考时钟信号，通过一个频率分频器将其分频得到一个低频时钟信号。
然后，将这个低频时钟信号作为相位累加器的时钟信号，使得相位累加器按照一定的频率递增。
同时，将相位累加器的输出作为查找表的地址信号，查找表输出对应的幅值。
最后，将这个幅值经过数模转换器（DAC）转换为模拟信号输出。
DDS直接频率合成器具有以下优点：首先，由于数字信号处理技术的应用，可以实现高精度的频率合成，频率分辨率高，可以达到很小的步进值。
其次，相位累加器的递增速度可以很快，可以实现高频率的输出信号。
此外，由于采用数字控制，可以灵活地改变输出频率，并且可以实现频率的精确锁定和调制等功能。
DDS直接频率合成器在很多领域得到了广泛应用。
在通信领域，它可以用于数字调制、解调和频率转换等应用中。
在测试与测量领域，它可以用于频率标准和信号发生器等设备中。
在医疗仪器、声音合成等领域，它也有着重要的应用。
然而，DDS直接频率合成器也存在一些问题。
首先，由于相位累加器的递增速度较快，会导致较高的时钟频率要求，增加了电路设计的复杂度。
此外，由于相位累加器的递增是离散的，会导致输出信号中出现离散谐波，需要通过滤波器进行抑制。
此外，由于数字信号处理的复杂性，需要较高的计算能力和存储器容量，增加了系统成本。
DDS直接频率合成器是一种基于数字信号处理技术的频率合成器，通过相位累加器和查找表实现对输出频率的控制。
2.4.3 频率合成器
㈢ 输出频率的连续调节
为了达到输出频率连续可调，在电路中加入一个内插振荡器。
100 KHz 基准频率
PD
VCO 1S
1.2-1.3 MHz
+ P
0-9 0-9
2
内插振荡器也是一个压控振荡器，其工作状态由选择开关S决定。 当S置于1，与低通滤波器和相位比较器等构成倍频环，输出1.2MHZ 的固定点频率。这时频率合成器只能输出离散频率，其分辨力取决于 该1.2MHZ频率送到哪一位DS-1单元。 当开关S置于2，则VCO作为一个频率连续可调的一般振荡器 工作，其频率在1.2～1.3MHZ范围内连续可调。分辨力仍取决于开 关S1到S5的位置。
5 MHz （基准） PD 1 VCO1 f0 “0”：101-102 MHz “1”：111-112 MHz “2”：121-122 MHz 111.1543210 MHZ
fd
fd
M (-) PD 2
f2 “0”：80 MHz “1”：90 MHz VCO2 “2”：100 MHz
由一个加法混频环1和一个倍频环2组成。 倍频环2的输出 f2为三个点频率：80，90和100MHZ，分别 对应于“10MHZ”度盘三个步位0，1，2。然后，它与VCO1的输 出频率 f0 混频，取其差频 fd = fo-f2，fd经滤波后与来自DS-2的输出 频率 fS（21～22 MHZ）进行相位比较，使本单元的输出频率为 fo = f2+ fS，即101～122 MHZ（有间隙）。
㈡ 十进制锁相合成单元
⒈ DS-1合成单元
100kHz
基准 1.8-2.7MHz M2 (+) 12-13 MHz 1/10 1.2-1.3 MHz
PD
1
频率合成技术详解.
PD 0.39 3.6MHz MHz 开关 A
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
图例
— PD
混频器(取减法) 鉴相器
10
10 进分频器 VCO 低通滤波器
压控振荡器 带通滤波器
这种方案的优点是： 1）与直接合成法相似，这种方法也能得到任意小的频
率间隔。
2）鉴相器的工作频率不高，频率变化范围也不太大（ 本例为300~400kHz），比较容易实现。
PD1
10kHz
fR1=10kHz 10 参考 频率
fR2=9.741~9.828kHz 10
fR=100kHz
这种双环数字式频率合成器的优点是：体 积小，结构简单，调试方便，同时由于分频比 N下降，能够提高鉴相频率，环路通带被放宽 ，锁定时间缩短，相位抖动减小；由于振动而 引起的恶化也大有改善，克服了单环的缺点。 当然，它的缺点是比单环式的电路复杂些 。
搜索 34MHz 34MHz 振荡器
5MHz
50 1.4MHz 1.4MHz 振荡器 100kHz 4 25kHz 5V 9V 15V 稳压 电源 50 25kHz 参 考开 分关 频 器 a b c d e
单环式数字频率合成器存在如下问题： 1）鉴相器频率低，一般只为100~1000Hz，因此，环路 中的低通滤波器通频带一定要做得很窄。
5. 噪声性能 频率合成器的噪声性能既可用时域指标表示也可 用频域指标表示。 （1）频谱纯度 这是频域指标。理想的正弦信号的频谱只一根谱 线，实际的频谱如图11-1所示：
信号 杂波 噪声
（2）短期频率稳定度和瞬时频率稳定度 这是时域指标。 短期频率稳定度：从秒级到一天的时间间隔内的 频率不稳定性。 瞬时频率稳定度：从毫秒到秒量级的时间间隔内 的频率不稳定性， 最常用的时域指标——阿仑方差
频率合成器（CSYN）
频率合成器（CSYN）在现在通讯中，要求系统能够提供⾜够的信道，移动台也需要能根据系统的控制变换⾃⼰的⼯作频率，这就需要提供多个信道的频率信号。
将⼀个频率或多个频率变换成另⼀个或多个所需要的频率信号技术叫频率合成。
⼿机采⽤带锁相环的频率合成器。
⼿机频率合成器作⽤：是为发射和接受单元提供变频所需的本振信号，采⽤锁相环技术来稳定频率，它是从时钟基准电路获得频率基准。
利⽤频率合成器改变本振频率，那么为什么要改呢，因为⼿机是移动的，但移动到另外⼀个⼩区时，为⼿机服务的⼩区就变成另外频率，所以⼿机必须要改变⾃⼰的接受和发射频率。
频率合成器的种类：1、直接频率合成。
2、锁相频率合成（PLL）3、直接数字频率合成（DDS）下⾯重点说⼀下PLL电路结构及功能。
频率合成器两⼤作⽤：1、稳定VCO频率。
2、改变VCO频率。
Fo（输出频率）= Fi(参考频率）*N（⼏次分频）1、差考振荡OSC作⽤：在⼿机中，⼀般采⽤基准频率时钟VCO组件，输出频率是13MHZ或26MHZ，其振荡电路受逻辑电路提供的AFC（⾃动频率控制）信号控制，来保证⼿机与系统时间同步。
该频率不但给频率合成器提供参考信号，还给逻辑电路提供信号，如果该部件出现故障，⼿机⽆法开机。
2、鉴相器（PD）实际上是⼀个相位⽐较器，将VCO信号的相位变化转为电压变化。
输出的是脉动直流信好，经LPF滤除⾼频成分后去控制VCO.它的类型有：1、正弦波相位检波器，属于模拟电路。
2、脉冲取样保持相位⽐较器，属于数字电路。
3、低通滤波器它是⼀个RC电路，将⾼频成分滤除。
4、压控振荡器（VCO）它是⼀个电压/频率转换器，将PD输出的相位电压信号的变化转换成频率的变化，其关键器件是变容⼆极管（变容⼆极管是利⽤反偏电压变化，导致结电容变化，反偏电压与结电容是反⽐关系，从⽽改变频率）5、分频器（DIV）就是将输⼊的频率降成某⼀频率。
Fi=Fo*N,N就是N分频，⼀般由T触发器来实现。
频率合成技术原理
频率合成技术原理频率合成技术是一种用于产生特定频率的信号的技术。
通过频率合成技术，我们可以将一个或多个较低频率的信号组合在一起，从而得到一个高频率的合成信号。
频率合成技术在通信系统中得到广泛应用，特别是在无线通信和雷达系统中。
基于锁相环的频率合成是一种广泛使用的方法，它利用了锁相环电路的特性。
锁相环电路由相位比较器、环路滤波器、VCO（控制电压振荡器）和分频器组成。
其工作原理如下：1.相位比较器：相位比较器用于比较参考信号和VCO输出信号的相位差。
如果相位差存在，则相位比较器将产生一个纠偏信号。
2.环路滤波器：环路滤波器用于平滑纠偏信号，以便更好地控制VCO的频率。
3.VCO：VCO的频率受到环路滤波器输出信号的控制。
如果纠偏信号存在，则VCO的频率将增加或减小，以减小纠偏信号。
4.分频器：分频器将VCO的输出信号进行分频，以便产生所需的最终频率。
通过调节参考信号和锁相环中的其他参数，我们可以得到所需的合成频率。
基于锁相环的频率合成技术具有输出信号频率非常稳定的优点，可以实现高精度的频率合成。
另一种常见的频率合成技术是直接数字合成（DDS）技术。
基于DDS的频率合成器使用数字信号处理器（DSP）和相位累加器来产生输出信号。
1.相位累加器：相位累加器是一个数字计数器，用于累加一个固定的相位步进值。
这个相位步进值由控制器传递给相位累加器，并决定了输出信号的频率。
2.数字信号处理器：DSP接收相位累加器的输出，并使用一种数学公式将其转换为合成频率的数字表示。
该数字信号随后通过数字模拟转换器（DAC）转换为模拟信号。
3.数字模拟转换器：DAC将数字表示的信号转换为模拟信号，该信号经过滤波器以消除数字转换过程中引入的噪声和失真。
基于DDS的频率合成技术具有输出频率范围广、相位和频率调节较灵活等优点。
然而，由于其使用了数字信号处理器，因此在高频率合成时可能会受到时钟频率的限制。
总的来说，频率合成技术是一种通过组合较低频率信号以产生特定频率的信号的方法。
直接数字式频率合成器（DDS）的基本原理
直接数字式频率合成器（DDS）的基本原理雷达通信电⼦战相⽐于普通信号源，频率合成器通常频谱更纯、相位噪声更低、频率的切换更快，可分为直接式频率合成器、间接式频率合成器以及直接数字式频率合成器。
直接式频率合成器直接式频率合成器由混频器、倍频器和分频器等组成，对标准频率源进⾏加减乘除等必要的算术操作，再通过放⼤、滤波后分离选出需要的频率信号。
直接式频率合成器设计复杂、效率低下，输出的频率是离散调谐⽽不是连续调谐的，产⽣的虚假频率也可能很多。
它的频率选择速度取决于射频转换速度和在滤波器中的传播，⼀般为⼏⼗到⼏百纳秒级。
间接式频率合成器间接式频率合成器是利⽤锁相环(PLL)原理，⽤标准频率源来控制压控振荡器得到需要的频率。
它有模拟和数字之分，但是多采⽤数字式锁相环，从⽽实现特定场合的⾼性能频率源。
相⽐于直接式频率合成器，它的电路相对简单、体积⼩、重量轻、较省电等特定，但是其频率的切换速度较慢，达到⼏⼗微秒以上，并且环路还存在失锁的可能。
直接数字式频率合成器随着数字技术和MMIC技术的⾼速发展，直接数字式频率合成器(DDS)已⼴泛应⽤于信号产⽣器、电⼦战、数据数字传输等场合。
其关键部件包括：数模转换器、相位累加器、存储器等。
DDS的优点有：频率转换速度快、频率步长精确、相位连续、输出平衡⽆瞬变过程，同时它还具有结构简单、体积⼩、重量轻和成本低等优点。
基本原理DDS系统的核⼼是相位累加器，其内容会在每个时钟周期更新，存储在相位寄存器中的数字M就会累加⾄相位寄存器中，相位累加器的截断输出⽤作正弦(或余弦)查找表的地址，每个地址对应正弦波从0~360度的⼀个相位点，相位信息通过查找表映射⾄数字幅度字，进⽽驱动DAC。
对于n位的相位累加器，存在2的n次⽅个可能的相位点，如果时钟频率为fc，则输出正弦波的频率计算公式如上图中所⽰。
在实际DDS系统中，通常相位输出会被截断，这样可以⼤⼤减⼩查找表的⼤⼩，并且不会影响频率分辨率，但是会最终输出会增加相位噪声。
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一.电压型鉴频鉴相器
2.恒压泵电路(书P56)
一.电压型鉴频鉴相器
3.鉴频原理 当输入信号基准信号和比较信号的相位
锁相与频率合成
第二章.频率合成器的工作原理和主要部件
第二章.频率合成器的工作原理和主要部件
1.频率合成技术: 即:将一个高稳定度和高精度的标准频率
信号(经过加,减,乘,除)四则运算,产生同 样高稳定度和高精度的大量离散频率的 技术.
第二章.频率合成器的工作原理和主要部件
2.频率合成器(频率综合器): 即: 根据频率合成原理所组成的设备或
一.电压型鉴频鉴相器
ST002--------由数字比相器,恒压泵电路, 有源比例积分滤波器构成
一.电压型鉴频鉴相器
1.数字比相器 由9块与非门电路组成
波形图
图5-10 T4044同频鉴相波形 (a)R与V同相；(b)R滞后V；(c)R超前V
一.电压型鉴频鉴相器
结论: (1)此比相器只对输入脉冲信号的下降沿
优点:电路结构简单,可以得到较高的指
标.
0.5
缺点:对VCO精度要求较高,要求在
fr
以内,如果超过这个范围,环路就会锁定
在邻近的谐波上,造成频道选择困难,而 且
倍频次数越高,分辨率就越差,因此,此方 法提供的频道数有限.
§2-1 频率合成的方法及其工作原理
二.数字锁相法 数字式频率合成器是锁相式频率合成器
其为下降沿触发
当 0 e 2时
vd
(t)
1
2
e
0
Vm
dt
Vm
2
e
Kd
Vm
2
§2-2-2 触发器鉴相器-----JK触发器
三.触发器鉴相器的特点
(1)鉴相器的输出电压Vd与相位差成线性
关系,其线性范围是2 .
(2)因为触发器是边沿触发,因此与输入 信号的占空比不相关.
(3)当环路锁定时,存在恒定的相位差. (4)电路集成化,使用方便.
的一种特例,其区别在于锁相环路中插入 变频分频器.
§2-1 频率合成的方法及其工作原理
优点:此锁相环相当于一个窄带跟踪滤波 器,具有良好的窄带跟踪特性和抑制输入 信号的寄生干扰能力,节省了大量的滤波 器.有利于集成化,小型化.而且如果VCO 具有较高的短期频率稳定度,晶体振荡器 具有较高的长期稳定度,即能得到高质量 的信号输出,故在实际中得到广泛的应用.
§2-2-3 数字式鉴频鉴相器
数字式鉴频鉴相器是一种新型的鉴相电 路,它利用输入信号的跳变沿触发工作, 属于边缘控制数字式鉴频鉴相器.
它既能鉴相,又能鉴频. 它只是对两输入信号的跳变沿进行比较,
因此对输入信号的占空比无固定要求,性 能优越.
§2-2-3 数字式鉴频鉴相器
数字式鉴频鉴相器分为: 电压型鉴频鉴相器 电流型鉴频鉴相器
§2-1 频率合成的方法及其工作原理
§2-1 频率合成的方法及其工作原理
直接频率合成法
优点:频率转换时间短,可得到任意小数 值的频率增量
缺点:其合成的频率范围将受限制,且采 用了大量的混频,分频,倍频,滤波等装置, 使合成器不仅体积增大,成本增高.而且 输出的谐波的噪声及寄生频率难以抑制.
§2-1 频率合成的方法及其工作原理
§2-1-2 锁相频率合成法 是一种通过晶体振荡器产生的标准信号,
在给定的范围内,产生同稳定度的大量的 离散频率信号.
§2-1 频率合成的方法及其工作原理
一.脉控锁相法 脉控锁相式频率合成器是一种锁相电压
控制振荡器.
§2-1 频率合成的方法及其工作原理
(t)
1
2
3
0
e
Vm
d
t
Vm
2
(3
e )
§2-2-1 门鉴相器-----与非门
由此,可以画出与非门鉴相器的 vd (t) ~ e 关系图
Kd
Vm
2
§2-2-1 门鉴相器-----异或门
Vd VR VV
§2-2-1 门鉴相器-----异或门
§2-2-1 门鉴相器-----异或门
从图中可以看出,异或门输出的波形为输入波形周期的一半
(1)0 e
vd
(t
)
1
e
0
Vm
dt
Vm
e
§2-2-1 门鉴相器-----异或门
(1) e 2
1
vd (t)
2
0
e
Vm
d
t
Vm
(2
e )
§2-2-1 门鉴相器-----异或门
Kd
Vm
异或门鉴相器具有三角形鉴相特性,其鉴相灵敏度是与非门 鉴相器的两倍,重复频率也扩大一倍,从而使输出平均电压纹 波减小.
§2-2 数字鉴相器
§2-2 数字鉴相器
在锁相式频率合成器中,采用的鉴相器种类较 多.
一.鉴相器的分类
按鉴相特性:正弦形鉴相器 锯齿形鉴相器 三角形鉴相器
按电路性质分为:模拟鉴相器 数字鉴相器
§2-2 数字鉴相器
二.数字鉴相器的基本要求: (1)具有较大的鉴相灵敏度 Kd (2)纹波输出小 (3)鉴相特性线性区域大 (4)具有鉴频能力
§2-2-2触发器鉴相器-----RS触发器 一.RS触发器
§2-2-2 触发器鉴相器-----RS触发器
§2-2-2 触发器鉴相器-----RS触发器
vd
(t)
1
2
e
0
Vm
dt
Vm
2
e
Kd
Vm
2
0 e 2
§2-2-2 触发器鉴相器-----JK触发器 二. JK触发器
§2-2-2 触发器鉴相器-----JK触发器
§2-2-1 门鉴相器-----与非门
1.与非门
Vd VV VR
VR
VV
Vd
1
1
0
0
1
1
1
0
1
0
0
1
§2-2-1 门鉴相器-----与非门
基准信号VR与 VV比较信号的 占空比均为1:1,
其相差均为 e
(1)0 e
vd
(t)
1
2
0
e
Vm
dt
Vm
2
(
e )
(1) e 2
vd
仪器称为频率合成器.
第二章.频率合成器的工作原理和主要部件
3.分类: 按其合成的型式分为:
直接频率合成法 锁相频率合成法 直接数字频率合成法
§2-1 频率合成的方法及其工作原理
§2-1 频率合成的方法及其工作原理
§2-1-1 直接频率合成法
直接频率合成法是将基准信号通过脉冲 形成电路(谐波发生器),产生各次谐波,再 经过混频,分频,倍频,滤波等进行频率变 换和组合,最后产生大量的所需的离散信 号.