频率合成技术发展与应用
通信电子中的数字频率合成
通信电子中的数字频率合成数字频率合成技术是现代通信电子领域发展的重要方向之一，它可以实现高精度、高稳定性的频率合成，广泛应用于无线通信、雷达、卫星导航等领域。
本文将从数字频率合成技术的原理、应用和未来发展方向三个方面进行论述。
一、数字频率合成技术原理频率合成通常指的是将低频信号合成到高频信号上，其原理为将若干个基准频率相加或相乘得到所需的高频信号。
数字频率合成则是指利用数字信号处理技术实现的频率合成技术，主要包括数字锁相环、直接数字频率合成、多倍频分频器等。
其中，数字锁相环技术是一种常用的数字频率合成技术，其基本原理是利用比例积分控制器，通过反馈调整相位，使输入的稳定振荡器和相位比较器的输出稳定在同一频率上。
数字锁相环的精度主要取决于稳定振荡器的稳定性和比例积分控制器的性能。
另外，还有直接数字频率合成技术，利用DDS芯片和数字信号处理器实现频率合成。
首先将所需合成的频率转换成数字信号，然后通过DDS芯片输出对应的数字信号，最后通过低通滤波器进行滤波，得到所需高频信号。
直接数字频率合成技术精度高、可编程性强，广泛应用于无线通信、卫星导航、雷达等领域。
二、数字频率合成技术应用数字频率合成技术在无线通信、雷达、卫星导航等领域都有广泛的应用。
在无线通信领域，数字频率合成技术可以实现高速、高精度的信号合成，提高通信质量和稳定性。
同时，在无线电广播中，数字频率合成技术也能够实现精准的频率调节，确保广播频率稳定、清晰。
在雷达领域，数字频率合成技术可以实现高精度的脉冲压缩和回波信号处理，提高雷达探测精度和距离测量精度。
在卫星导航领域，数字频率合成技术可以实现卫星信号的频率调制和解调，保证导航定位精度和稳定性。
同时，数字频率合成技术还可以用于限制干扰、增强信号抗干扰能力等应用。
三、数字频率合成技术未来发展方向数字频率合成技术在通信电子领域的应用越来越广泛，未来的发展方向主要包括以下几个方面：一是提高频率合成精度和稳定性。
基于集成光梳的光学频率合成技术与应用
基于集成光梳的光学频率合成技术与应用随着光学频率合成技术的不断发展，其在精密测量、频率参考和光通信等领域的应用越来越广泛。
而集成光梳技术的出现，则进一步促进了光学频率合成技术的发展。
本文将介绍基于集成光梳的光学频率合成技术及其应用。
一、集成光梳技术集成光梳是指将偏振分束器、光调制器、波导、光放大器等光学器件集成在同一芯片中，以实现高效的光学频率合成。
相比于传统的光梳，集成光梳具有更小的体积、更高的效率和更低的成本。
目前，集成光梳主要有两种形式：一种是基于硅材料的光梳，另一种是基于III-V族化合物半导体的光梳。
其中，基于硅材料的光梳主要应用于光学频率合成、微波光子学、频谱分析等领域，而基于III-V族化合物半导体的光梳则更适合于光频率合成、激光雷达、高速通信等领域。
基于集成光梳的光学频率合成技术可以通过将多个光子信号相互作用，实现光学频率合成。
光子信号在集成光梳中经过光电调制器的调制和光放大器的放大，可以得到频率非常规则的连续光谱。
这种非线性光学效应和光子晶体的结构可以产生线性频谱和非线性频谱，达到光学频率合成的效果。
三、应用基于集成光梳的光学频率合成技术在精密测量、频率参考和光通信等领域有着广泛的应用。
在精密测量方面，基于集成光梳的光学频率合成技术可以用于太阳能等高精度测量和高灵敏度的磁场测量等。
此外，基于集成光梳的光学频率合成技术还可以用于人类胚胎的发育研究，通过精确的测量时间，获取胚胎发育的重要信息。
在光通信方面，基于集成光梳的光学频率合成技术可以实现高速、高密度和低成本的光学通信。
当前的光纤通信系统中，由于大量信号的频率和相位都存在偏移，需要通过光学频率合成调整信号的时间和频率。
基于集成光梳的光学频率合成技术可以实现对光信号的快速调制和非常规输出，从而增强光通信的频段和容量。
总结基于集成光梳的光学频率合成技术是一种独特的光学技术，能够实现高效、高速和高精度的非线性光学效应。
它不仅在精密测量、频率参考和光通信等领域具有广泛的应用，而且在更多的实际应用中也有重要的发展前景。
如何进行电路的频率合成和分析
如何进行电路的频率合成和分析电路的频率合成和分析是电子领域中的重要技术，它在通信、无线电、音频处理等领域有广泛的应用。
本文将介绍如何进行电路的频率合成和分析。
一、频率合成频率合成是指通过某种技术或装置，将多个频率的信号按照一定的规律组合成一个新的信号。
常见的频率合成方法有锁相环（PLL）和直接数字频率合成（DDS）两种。
1. 锁相环（PLL）锁相环是一种广泛应用于频率合成的技术，它通过反馈控制的方式将输入信号和参考信号的频率和相位同步。
锁相环通常由相位比较器、调频器（VCO）、低通滤波器和分频器组成。
相位比较器用于比较输入信号和参考信号的相位差，得到一个误差信号。
该误差信号被送入调频器，调频器根据误差信号来调整输出频率，使其与参考信号保持同步。
调频器的输出信号经过低通滤波器滤波后作为反馈信号送回相位比较器。
通过不断调整和反馈，最终实现了频率的合成。
2. 直接数字频率合成（DDS）直接数字频率合成是一种通过数字方式生成信号的方法。
它利用数字信号处理技术，将输入的数字相位信号转换为相应的模拟频率信号。
DDS一般由相位累加器、查找表和数字控制模块组成。
相位累加器是DDS的核心部件，它用于产生相位累加序列。
根据输入的相位控制信号，相位累加器不断累加，得到不同的相位值。
查找表将相位累加器输出的相位值映射到具体的幅度值，从而得到对应的模拟频率信号。
数字控制模块用于控制相位累加器的工作模式和频率分辨率。
二、频率分析频率分析是对信号频率成分进行分析和测量的过程。
常用的频率分析方法包括傅里叶变换和频谱分析仪。
1. 傅里叶变换傅里叶变换是一种将时域信号转换为频域信号的数学方法。
通过傅里叶变换，可以将复杂的信号分解为多个不同频率的正弦波成分。
傅里叶变换的结果是频谱，用于表示信号中各频率成分的幅度和相位信息。
2. 频谱分析仪频谱分析仪是一种专门用于测量和分析信号频谱的设备。
它通过将输入信号变换到中频范围，并采用滤波、增益和检波等技术，最终显示出信号在频率和幅度上的分布情况。
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。
频率合成技术
1、直接模拟频率合成
直接模拟频率合成技术是一种早期旳频率合成技术，它用一种或几 种参照频率源经谐波发生器变成一系列谐波，再经混频、分频、倍频和 滤波等处理产生大量旳离散频率，这种措施旳优点是频率转换时间短、 相位噪声低，但因为采用大量旳混频、分频、倍频和滤波等途径，使频 率合成器旳体积大、成本高、构造复杂、轻易产生杂散分量且难于克制。 不能实现单片集成，逐渐被锁相频率合成，直接数字频率合成技术替代。
K
累加寄存器输出旳累加相位数据相加，把相加后旳成果送至累加寄存器旳数据输入端。累 加寄存器将加法器在上一种时钟脉冲作用后所产生旳新相位数据反馈到加法器旳输入端， 以使加法器在下一种时钟脉冲旳作用下继续与频率控制字相加。这么，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累加。由此能够看出，相位累加器在每一种时钟 脉冲输入时，把频率控制字累加一次，相位累加器输出旳数据就是合成信号旳相位，相位 累加器旳溢出频率就是DDS输出旳信号频率。
DDS问世之初，构成DDS元器件旳速度旳限制和数字化引起旳噪声这两个主要缺 陷阻碍了DDS旳发展与实际应用。近几年超高速数字电路旳发展以及对DDS旳进一步 研究，DDS旳最高工作频率以及噪声性能已接近并到达锁相频率合成器相当旳水平。
2、锁相频率合成技术 （1）锁相环路工作原理
PD ————产生误差电压 ，LF ————产生控制电压， VCO ————产生瞬时输 出频率
PLL环路在某一原因作用下，利用输入与输出信号旳相位差产生误差电压，并滤除其 中非线性成份与噪声后旳纯净控制信号控制压控振荡器，使相位差朝着缩小固有角频 差方向变化，一旦相位差趋向很小常数（称为剩余相位差）时，则锁相环路被锁定了，
波形存储器设计主要考虑旳问题是其容量旳大小，利用波形幅值旳奇、偶对称特征，能够节省3/4 旳资源，这是非常可观旳。为了进一步优化速度旳设计，能够选择菜单Assign|Global Project Logic Synthesis旳选项Optimize10(速度)，并设定Global Project logic Synthesis Style为FAST，经寄存器性 能分析最高频率到达100MHz以上。用FPGA实现旳DDS能工作在如此之高旳频率主要依赖于FPGA先 进旳构造特点。
直接数字频率合成技术DDS
幅
位
度
码
码
数模变换器 DAC
时 钟
低通滤波器 LPF 输出
图3-11 相位/幅度变换装置
假设DAC的输入幅度码是四位，则它的输出幅度与输 入幅度码之间的关系是按线性变化的，如表3-1所示。
二进制幅度码 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111
表 3-1
十进制幅度 二进制幅度码
0.1875
0 +1.1875
续表 3 - 4
8 1000 17π/16 -0.1951 0011 0.1875 1 9 1001 19π/16 - 0.5556 1001 0.5625 1 10 1010 21π/16 - 0.8316 1101 0.8125 1 11 1011 23π/16 -0.9808 1111 0.9375 1 12 1100 25π/16 -0.9808 1111 0.9375 1 13 1101 27π/16 -0.8316 1101 0.8125 1 14 1110 29π/16 -0.5556 1001 0.5625 1 15 1111 31π/16 -0.1951 0011 0.8175 1
② 将模2π的累加相位变换成相应的正弦函数值的幅度， 这里幅度可先用代码表示，这可以用一只读存储器ROM来 存储一个正弦函数表的幅值代码；
③ 用幅度代码变换成模拟电压，这可由数模变换器 DAC来完成；
④ 相位累加器输出的累加相位在两次采样的间隔时间 内是保持的，最终从DAC输出的电压是经保持的阶梯波。
2. 相位与幅度的变换
累加器输出的相位码，需先经过一个相位码/幅度码变换 装置之后，再经数/模变换生成阶梯波，最后通过低通滤波 器才能得到所需的模拟电压。
毕业设计204频率合成器正文
引言频率合成器是现代无线通信设备中一个重要的组成部分，直接影响着无线通信设备的性能。
频率合成技术历经了早期的直接合成技术（DS）和锁相合成技术（PLL），发展到如今的直接数字合成技术（DDS）。
直接数字合成技术具有分辨率高，转换速度快，相位噪声低等优点，在无线通信中发挥着越来越重要的作用。
随着大规模集成电路的发展，利用锁相环频率合成技术研制出了很多频率合成集成电路。
频率合成器是电子系统的心脏，是决定电子系统性能的关键设备，随着通信、数字电视、卫星定位、航空航天、雷达和电子对抗等技术的发展，对频率合成器提出了越来越高的要求。
频率合成技术是将一个或多个高稳定、高精确度的标准频率经过一定变换，产生同样高稳定度和精确度的大量离散频率的技术。
频率合成理论自20世纪30年代提出以来，已取得了迅速的发展，逐渐形成了目前的4种技术：直接频率合成技术、锁相频率合成技术、直接数字式频率合成技术和混合式频率合成技术。
本文将对频率合成器，锁相环等做个概述，电路中用到的芯片及基于HC4046锁相环频率合成器的设计与制作、调试等几方面也进行了阐述。
频率合成器是用高精度晶体振荡器作为基准，通过合成技术能产生一系列具有一定频率间隔的高清度频率源，分直接合成和锁相环合成两种。
1.1频率合成器及其技术指标1．频率范围频率范围是指频率合成器输出的最低频率fomin和最高频率fomax之间的变化范围,也可用覆盖系数k=fomax/fomin表示（k又称之为波段系数）。
如果覆盖系数k>2~3时,整个频段可以划分为几个分波段。
在频率合成器中,分波段的覆盖系数一般取决于压控振荡器的特性。
2．频率间隔（频率分辨率）频率合成器的输出是不连续的。
两个相邻频率之间的最小间隔,就是频率间隔。
频率间隔又称为频率分辨率。
不同用途的频率合成器,对频率间隔的要求是不相同的。
对短波单边带通信来说,现在多取频率间隔为100Hz,有的甚至取10Hz、1Hz乃至0.1Hz。
简述频率合成的原理及应用
简述频率合成的原理及应用1. 引言频率合成技术是计算机科学和电子工程领域中的一项重要技术，它能够根据给定的频率生成相应的信号。
本文将介绍频率合成的原理及其应用。
2. 频率合成的原理频率合成是通过将多个频率信号进行组合，得到一个新的具有指定频率的信号的过程。
下面将介绍几种常用的频率合成方法。
2.1 直接合成法直接合成法是最基本的合成方法之一，它通过使用固定频率的正弦波和余弦波的线性组合来生成目标频率的信号。
这种方法是最简单且易于实现的，但是由于合成的信号中只包含有限个频率成分，因此合成后的信号存在较大的谐波失真。
2.2 频率分割法频率分割法是一种比较常见的合成方法，它通过将目标频率分割成多个子频段，然后分别生成相应的子频段信号，最后将这些子频段信号进行叠加得到目标频率的信号。
这种方法可以有效减小谐波失真，但是在频率分割过程中会引入额外的计算复杂性。
2.3 相位调制法相位调制法是一种基于相位调制技术的合成方法，它通过调制不同频率正弦波的相位来实现频率合成。
具体而言，使用一个相位锁定环路（PLL）来跟踪和调整参考频率信号与目标频率信号之间的相位差，从而生成目标频率的信号。
相位调制法能够实现较高的频率精度和稳定性。
3. 频率合成的应用频率合成技术在许多领域都有广泛的应用。
下面将介绍几个常见的应用场景。
3.1 通信系统在无线通信系统中，频率合成技术被广泛应用于信号调制、解调和频谱分析等方面。
通过合成不同频率的信号，可以实现信号的快速调频和频率的精确控制，从而提高通信系统的传输速率和可靠性。
3.2 音频设备在音频设备中，频率合成技术常用于生成特定频率的音频信号，例如合成器、数字音乐工作站等。
通过合成不同频率的音频信号，可以实现不同音调、和弦和音乐效果。
3.3 测试仪器在电子测试仪器中，频率合成技术被广泛应用于信号源、频谱分析仪和网络分析仪等设备中。
通过合成不同频率的信号，可以用来测试和分析电路、器件和系统的性能参数。
DDS原理与应用
DDS原理与应用DDS（Direct Digital Synthesis，直接数字合成）是一种基于数字信号处理技术的频率合成技术。
DDS通过将数字信号通过DDS芯片转换为模拟信号的方波，可以实现在广泛的频率范围内产生高精度的正弦波信号。
DDS技术因其高稳定性、精确性和灵活性在无线通信、测量和仪器设备等领域中得到广泛应用。
DDS的基本原理是利用数字信号产生器（Digital Signal Generator）产生一个相位可编程的方波信号，通过滤波器（Low Pass Filter）对频率和幅度进行调整，最后转换为连续时间的模拟信号。
DDS的核心部件是相位累加器（Phase Accumulator）、相位查找表（Phase Look-Up Table）和数字到模拟转换器（Digital-to-Analog Converter，DAC）。
相位累加器是一个用于存储、计算和控制相位的计数器，每个时钟周期将相位累加器的值加上一个增量（累加相位步进），并将结果作为相位查找表的地址。
相位查找表则存储着一个正弦波周期内相对应的数字化样本值。
DAC负责将查找表中的数字化样本值转换为模拟信号。
DDS的工作过程如下：首先，通过设置一个初始的累加相位步进和一个参考时钟频率，数字信号产生器开始对相位累加器进行累加操作；然后，相位累加器的计数值会被用作相位查找表的地址，根据查找表中的数字化样本值产生一个宽度和波形可以调节的方波信号；最后，经过滤波器处理后的方波信号被DAC转换为模拟信号。
DDS技术具有很多优点和应用。
首先，DDS可以在较大的频率范围内实现高精度的频率合成，频率分辨率可以达到参考时钟频率的1/2^n。
其次，DDS技术具有很高的频率稳定性和相位稳定性，可以快速、准确地完成频率和相位调整。
第三，由于DDS技术是基于数字信号处理技术，因此非常便于与其他数字系统和微处理器进行集成。
最后，DDS技术还具有较低的成本和功耗，并且操作简单，方便使用和维护。
频率合成技术
2021/8/7
4
• 石英晶振频率稳定度和准确度很高，但改换频率不方便；
• LC振荡器改换频率方便，但不如石英晶振精准；
• 频率合成器是将二者结合起来，得到精准的一系列频率。
分类：
非相干式
模拟合成（DAS）相干式
直接频率合成器
频率漂移抵销法
频率合成器
数字合成（DDS）
脉冲控制所想法
2021/8/7
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直接数字频率合成（DDS）
1, 将存于ROM中的数字波形，经DAC，形成模拟量波形。
2, 改变寻址的步长来改变输出信号的频率。 步长即为对
数字波形查表的相位增量。由累加器对相位增量进行累加, 累加器的值作为查表地址。
3, DAC输出的阶梯形波形,经低通滤波，成为模拟波形。
2021/8/7
DDS的基本原理是利用采样定理,通过查表法产生波 形。DDS的结构有很多种,其基本的电路原理可用下图来 表示：
实际上，可以将要输出的波形数据（如正弦函数表）预 先存在ROM（或RAM）中，然后在系统标准时钟（CLK）频 率下，按照一定的顺序从ROM（或RAM）单元中读出数据， 再进行D/A转换，就可以得到一定频率的输出波形。
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直接数字频率合成（DDS）
频率控制
2021/8/7
15
直接数字频率合成（DDS）
相位控制
2021/8/7
16
直接数字频率合成（DDS）
波形存储
相位累加器的值作为ROM的地址，读取ROM的相位幅度，实 现相位到幅度的转换。
2021/8/7
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直接数字频率合成（DDS）
2021/8/7
18
直接数字频率合成（DDS）
EDA课程设计直接数字频率合成器(DDS)
,a click to unlimited possibilities
汇报人：
目录
01 添 加 目 录 项 标 题
02 D D S 的 原 理
03 D D S 的 硬 件 实 现
04 D D S 的 应 用
05 D D S 的 软 件 仿 真 与实现
06 D D S 的 优 化 与 改 进
医疗领域：用于 医疗设备的信号 处理和传输
军事领域：用于 雷达、通信、电 子对抗等设备的 信号处理
工业领域：用于 工业自动化设备 的信号处理和控 制
Part Five
DDS的软件仿真与 实现
软件仿真工具介绍
MATL AB：强大的数学计算和图形处理 能力，适合进行信号处理和仿真
Simulink：MATL AB的扩展工具，可以 进行系统级仿真，支持DDS模块
DDS的动态范围扩展
动态范围扩展原理：通过调整DDS的输出电压和频率，实现动态范围的 扩展 动态范围扩展方法：采用数字信号处理技术，如滤波、放大、压缩等
动态范围扩展效果：提高DDS的输出信号质量，降低噪声和失真
动态范围扩展应用：在通信、雷达、电子对抗等领域具有广泛应用
THANKS
汇报人：
DDS的频率分辨率优化
频率分辨率定义：衡 量DDS性能的重要参 数，表示输出信号的 频率精度和稳定度。
优化方法1：采用高 精度的参考时钟源， 提高时钟频率，减小 DDS的相位截断误差。
优化方法2：增加相 位累加器的位数，扩 大频率调制的范围， 提高频率分辨率。
优化方法3：采用数 字滤波技术，对DDS 输出信号进行滤波处 理，减小杂散分量， 提高频率分辨率。
实际应用：通过对DDS的相位噪声 进行降低，可以提高信号的纯度， 减小干扰和失真，从而提高通信、 雷达、电子对抗等系统的性能。
浅谈频率合成器技术及设计要点
浅谈频率合成器技术及设计要点本文对频率合成器的实现方式进行了大概的分析，给出了各种合成技术的基本概念、优缺点及应用环境，阐述了频率合成器的主要性能要求，并给出了具体的设计要求。
标签：频率合成技术；频率合成器性能要求；设计要点1 频率合成技术频率合成技术是将一个或多个高稳定、高精确度的标准频率经过一定变换，产生同样高稳定度、高精确度的大量离散频率的技术。
频率合成理论自20世纪30年代提出以来，已得到了飞速的发展，逐渐形成了目前的三种技术：直接式频率合成技术、锁相式频率合成技术、直接数字式频率合成技术。
1）直接式频率合成直接式频率合成是最先使用的一种频率合成方法。
通过对标准参考频率进行加、减、乘、除运算而合成一系列相干频率，一般是用一个或多个不同的晶体振荡器作为基准参考源，经过混频、分频、倍频等途径来得到更多频率。
直接式频率合成的优点是原理简单、易于实现、频率变换速度快、近端相位噪声比较好以及输出频率高。
从变频时间来看，直接式频率合成技术的变频时间，一般可以做到纳秒级。
缺点是体积大、成本高、结构复杂、杂散抑制不易做得很高。
由于这种合成技术引入了大量的混频器、倍频器、分频器，这些非线性部件产生较多的寄生频率分量，且输出频率范围越宽，寄生分量也就越多。
另外一方面，采用这种技术频率步进不易做小，而且需要使用大量不易小型化的滤波器，电路结构比较复杂，尤其在超高频、宽覆盖、高分辨率情况下，体积、重量、造价及耗电等方面缺点大大限制了应用范围。
2）锁相式频率合成锁相式频率合成技术又称间接频率合成技术，产生于20世纪50年代，目前在电子领域仍广泛应用。
是利用一个或几个参考频率源，通过倍频、混频和分频等产生大量的谐波或组合频率，然后用锁相环把压控振荡器的频率锁定在某个谐波或组合频率上。
其优点在于锁相环路相当于窄带跟踪滤波器，因此能很好的选择所需频率的信号，抑制杂散分量，且避免了大量使用滤波器，十分有利于集成化和小型化。
锁相环频率合成技术及其应用
６ 结 束 语
固态脉放 于 ２０ ０ ０年 １ ０月 上 机 使 用 ， 目前情 况
良好 。 与 原 电 子 管 脉 放 电路 相 比较 ，固态 脉 放 有 以
下优点 ： ５ １ 线 路 简 洁 、可 靠 性 高 ，又 节 省 了空 间 。 原 来 ．
音 频 时 ） 。
５． 节 省 了 原 来 电 子 脉 放 的 附 属 设 备 ，如 灯 丝 变 ３
４． 为 了 保 护 场 效 应 管 ，在 Ｔ１ ２ 管 的栅 源 极 ４ 、Ｔ
之间接 稳压二极 管 。 ４． 原 １ ０ 电 源 是 使 用 单 相 整 流 ，为 改 善 指 标 ， ５ １Ｖ
射 机 输 出 频 率 稳 定 度 和频 率 准 确 度 的严 格 要 求 ， 以 及 方 便 更 换 发 射 机 频 率 的需 要 ，在 固态 调 频 发 射 机
中普 遍 使 用 了锁 相 技 术 和频 率 合 成 技 术 。锁 相 环 频
率 合 成 器 成 为 固 态 调 频 发 射 机 重 要 的组 成 部 分 。 锁 相 环 频 率 合 成 器 的 优 点 在 于 其 能 提 供 频 率 稳 定 度 很
改为三 相整流 。
压 器 、扼流 圈 、耦合稳压 管等元器件 。 ５ ４ 虽 然 增 加 了 一 套 １ ０ 电 源 ，但 可 以 省 掉 原 ． １Ｖ
电子 管 脉 放 所 需 要 的 低 压 电 源 ，如 一 ８０ ０ Ｖ、
１ ５ Ｖ、５ ０ 三 套 电源 。 ．ｋ ０Ｖ
５． 固态 化 脉 放 基 本 上 可 以 免 维 护 ，大 大 减 少 了 ５ 维 护 工 作 量 ，节 约 了人 力 物 力 。 ５． 与 原 电 路 相 比 ，机 器 的 指 标 更 好 ，且 更 加 稳 ６
DDS技术及应用
4、 AD9851的应用举例 解：当外部参考时钟频率为30MHz的情况 下,如果要满足以下几种技术要求: (1)6倍参考时钟倍乘器工作； (2)相位置于11.25°； (3)选择power2up模式； (4)输出信号频率为10M Hz。
(8)相位可调，可接收来自单片机的5位相位控制字。
2 AD9851引脚功能
AD9851为28引脚表帖元件,其引脚 排列如下所示。
D0～D7，8位数据输入口，可给内部寄存 器装入40位控制数据。 PGND，6倍参考时钟倍乘器地。 PVCC，6倍参考时钟倍乘器电源。 W-CL K，字装入信号,上升沿有效。 FQ-UD，频率更新控制信号,时钟上升沿确 认输入数据有效。
fo=fc*K/2N
当K=1时，DDS为最小频率输出，则DDS的最小频率分 辨率可达：
Δf= fc*1/2N
四、DDS芯片9851功能介绍
1、AD9851主要特性如下：
(1)单电源工作(+2.7～+5.25V)；
(2)工作温度范围-45～85℃； (3)低功耗,在180M Hz系统时钟下,功率为555mW。电源设置有
3.1基于FPGA正弦信号发生器
采用计数的方法产生地址信号，波形存 储器根据地址信号将数据读出，然后经过D/A 转换和滤波器将数字量转换为模拟信号；而 且还可以通过改变计数器的参数，改变地址 信号，实现频率连续可调。
基准时钟 （频率f）
计数（地 址发生器）
正弦波数据存 储ROM
D/A转换
滤波器
3.2直接数字频率合成（DDS）技术及应用
DDS的数学模型可归结为；在每一个时钟周期2兀内， 频率控制字K(FrequencyControlWords)与N比特相位累加器 累加一次，并同时对2N取模运算，得到的和(以N位二进制数 表示)作为相位值，以二进制代码的形式去查询正弦函数表 ROM，将相位信息转变成相应的数字量化正弦幅度值， ROM输出的数字正弦波序列再经数模转换器转变为阶梯模 拟信号，最后通过低通滤波器平滑后得到一个纯净的正弦模 拟信号。当DDS中的相位累加器计数大于2N时，累加器自动 溢出最高位，保留后面的N比特数字于累加器中，即相当于 做模余运算。可以看出:该相位累加器平均每2N /K个时钟周 期溢出一次。可见K和时钟频率f共同决定着DDS输出信号f 的频率值，它们之间的关系满足。
现代频率合成技术的发展与趋势
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｔｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆｔ ｅ ￣ｅ ｕ ｎ ｙ ｓｎ ｈ ｓｓｔｃ ｉ ｕ ｓ ｉｔｏ ｕ ｅ ｓｒ ｃ ： ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ， ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｈ ｑ ｅ ｃ ｙ ｔ ｅ ｉ ｅ ｈｎｑ ｅ ｉ ｎｒ ｄ ｃ ｄ．Ｔｈ ｅ
Ｆｒ ｑ ｅ ｃ ｙ ｔ ｓｓ Ｔｅ ｈ ｉ ｕ ｓ ｅ ｕ ｎ ｙ Ｓ ｎ ｈｅ ｉ ｃ ｎ ｑ ｅ
Ｆｅ ｇ Ｙｕ ｎ ・ ｎ ａ Ｚ ｕ Ｊｗｅ ｏ ｉ ｉ Ｃ ｎ Ｗ ｅ ｈｅ ｉ－
（ ． ｔ ｎ ｌ ｙＬ ｂ ｒｔｒ ｆＰ ｌｅ ｏ ｅ ａｅ ｅｈ ｏｏｙ １ Ｎａｉ ａ Ｋｅ ａ ｏａｏｙｏ ｕｓｄ Ｐ ｗ ｒＬ ｓｒＴ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｈｅｅ ２ ０ ３ ｏ ｆｉ ３ ０ ７，Ｃ ｉａ ｈｎ ； ２ Ｅ ｅｔ ｎｃＥ ｇｎ ｅｉｇＩｓｉ ｔ，Ｈｅｅ ２ ０ ３ Ｃ ｉａ ． ｌｃｒ ｉ ｎ ｉｅｒ ｎ ｔｕｅ ｏ ｎ ｔ ｆｉ ３ ０ ７， ｈｎ ）
（ ． 冲功 率激光技 术 国家重 点 实验 室， 肥 ２ ０ ３ ； ． １脉 合 ３ ０ ７ ２ 电子 工程 学 院 ， 合肥 ２０ ３ ） ３０ ７ 摘 要 简要 介 绍 了频 率合 成技 术 的发 展 历程 ， 目前典 型 的几种 频率 合成 体制 ， 直接 对 如 模拟 式频 率合 成技 术（ Ａ ） 间接 锁相 式频 率合 成技 术 （ Ｌ ） 直接 数 字 式频 率合 成技 术 Ｄ Ｓ、 ＰＬ和
收稿 日期 ：００年 １ ２ 日 ２１ 月 ７
４ ６
电子对 抗
２１ ００年 第 ３ 期
加减乘除， 因而 也 称 为直 接 模 拟式 频 率合 成 技术 Ｄ Ｓ 即第一代 频 率合 成技 术 ， 的特点 是 需要 大 Ａ， 它 量 的 晶体 、 波器 、 频 器等硬 件 ， 以难 于集 成 ， 滤 混 所
频率合成技术
fi
fi
÷N
fo=fi/N PD LPF VCO
（b）数字分频环 ）
（c）分频环简化图 ） 分频式锁相环原理图
第7页
电子测量原理
⑶混频式锁相环 混频环实现对频率的加减运算
fi1 PD fi2 M （－） （a）相加混频环 ） fi1 fi2 fo= fi1+ fi2 fi1 fi2 LPF fo-fi2 VCO fo= fi1+ fi2 f i1 fi2 PD M （＋） （b）相减混频环 ） fo= fi1- fi2 LPF fo+fi2 VCO fo= fi1- fi2
第4页
电子测量原理
二、锁相环（PLL）的基本概念 锁相环（PLL）
1. 锁相环基本工作原理及性能
锁相环是一个相位环负反馈控制系统。 锁相环是一个相位环负反馈控制系统。该环路由鉴相 PD）、环路滤波器（LPF）、电压控制振荡器（VCO） ）、环路滤波器 ）、电压控制振荡器 器（PD）、环路滤波器（LPF）、电压控制振荡器（VCO） 及基准晶体振荡器等部分组成 。
（a） 谐波倍频环 ）
（c）倍频环简化图 ） 倍频式锁相环原理图 第6页
电子测量原理
⑵分频式锁相环 分频环实现对输入频率的除法运算，与倍频环相似， 分频环实现对输入频率的除法运算，与倍频环相似，也有 两种基本形式。 两种基本形式。
fo=fi/N PD LPF 谐波 形成 （a）谐波分频环 ） fi ÷ N PLL fo=fi/N VCO
1MHz 晶振 谐波发生器（倍频） 谐波发生器（倍频） 分频（ 10） 分频（÷10） 8MHz 2MHz 6MHz 1MHz 混频（+） 混频（ 混频（ 混频（+）
混频（ 3MHz 混频（+） 9MHz 直接式频率合成原理框图
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２１ ０ ２年 ４月 第 ２期
现 代 导 航
・ｌ９・ １
频率合成技术发展 与应用
王 新 浪
（ 国 电子 科 技 集 团 公 司第 二 十研 究所 ， 西 安 ７ ０ ６ ） 中 １０ ８
摘
要 ：本文介 绍 了频 率合 成技 术 的发 展 历程 ，比较 了各 类频 率合 成技 术 的优 缺 点 ，并 简单
ｃ ｍｐ ｔｒａｄ ｄ ａ ｅｓｍｐ ｙ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｏ ｕ ｅ ｉ ｅ ｒ ｉ ｌ ｒ ｓ ｎ ｅ ．
Ｋ ｅ ｏ ｄｓ Ｆ ｅ ｕ ｎ ｙＳ ｎｈ ｓｓ Ｐ ａ ｅＬｏ ｋ ｄＬｏ ｐ （ Ｌ ｙ ｗ ｒ ： ｒｑ ｅ ｃ ｙ ｔｅ ｉ； ｈ ｓ ｃ ｅ ｏ Ｐ Ｌ） ； ｒｃ ｇｔｌ ｙ ｔｅ ｉ （ Ｄｉ ｔ ｅ Ｄｉｉ ｎｈ ｓｓ ＤＤＳ） ； ｍｐ ｔｒ ｄ ｄＤｅｉｎ ａ Ｓ Ｃｏ ｕｅ ｅ ｓ Ａｉ ｇ
（ ）频率 转 换 时 间 ：指输 出频 率 由一 个频 率 ４ 转换 到另 一个频 率 并达 到稳 定 的时 间。 （ ）频谱 纯 度 ：指 输 出信 号 接近 理 想 的标 准 ５ 信号 的程 度 ，一般 用杂散 分量 和相 位 噪声来 衡量 ， 杂散 又称 寄生信 号 ，分 为谐 波分 量和 非谐 波分 量两 种 ，主 要 由频率 合成 过程 中的非线 性失 真产 生 ；相 位噪 声 实际上 指 （ 正弦 ）频率 的短 期稳 定性 ，是衡 量输 出信 号相 位抖 动大 小 的参数 。 （ ）调 制 性能 ：指 输 出是否 具有 调幅 （ ６ ＡＭ） 、 调频 （ Ｍ）和 调相 （ Ｍ ）等功 能 。 Ｆ Ｐ
・１０・ ２
现 代 导 航
２１ ０ ２年
率源 ，再 经谐 波发 生器 产生 一系 列谐 波 ，然 后经 混
实现频 率 的加 、减 、乘 、除 ，即把一个 或 多个基 准 频 率源 ，通过 谐波 发生器 、混频 和分频 等一 系列 非 线性 器件 ，产 生大 量 的谐波或 组合频 率 ，然 后用 锁 相环 把压控 振荡 器 的频 率锁 定在 一组合 频 率上 ，由 压控 振荡器 间接 产生所 需要 的频 率输 出 。 基 于锁 相 环 的 间接 数 字 频 率 合 成 技 术 避 免 了 大量 使用滤 波器 ，十分 有利于 集成 化和 小型化 ，而 且产 生 的信 号长 期稳 定度和 短期稳 定度 都很 高 。锁
频 率 合 成 是用 一个 高 稳 定度 和 高 准 确 度 的 标 准频 率源作 为参 考 ，通过 对频 率进 行加 、减 、乘 、 除运 算 ，产生 大量 的 同一稳 定度和 准确 度 的不 同频 率 。频率 合成器 可 为系 统提供 大量 精确 且 能迅速 转 换 的载 波信 号和 本振 信号 ，从而大 大提 高 了系 统 的 性能 ，是影 响 电子 设备系 统性 能 的关键 因素 出 １
频 率之 间 的变化 范 围 ，包 括 中心频 率 和带 宽两个 方
面。
（ ）频 率 稳 定度 ：指在 规 定 的 时 间间 隔 内 ， ２
输 出频 率偏 离标 定植 的数 值 ，分 长期 、短期 和 瞬 间
稳 定度 三种 。 （ ）频 率 分辨 率 ：指两 个 相邻 输 出频 率之 间 ３ 的间 隔 ，也称为 频率 间 隔。
收稿 日期 ：２ １－１３ 。 ０ １１－０
２１直 接模 拟频 率合 成技 术 ．
直 接模 拟 频 率合 成 （ ｒｃ Ａｎ ｌｇ Ｆ ｅｕ ｎ ｙ Ｄｉ ｔ ａｏ ｒｑ ｅ ｃ ｅ
Ｓ ｎｈ ｓ ， ｙ ｔｅｉ ＤＡＳ ｓ ）技术 是 一种早 期 的频率 合成 技术 ，
原理 简 单 ，易于实 现 。它 由模 拟振 荡器产 生 参考频
ＷＡＮ Ｇ Ｘｉ ａ ｇ ｎｌ ｎ
Ａ ｂｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｅ ｕ ｎ ｙｓ ｎｈ ｓｓｔｃ ｎ ｌｇ ｒｓ ｎｅ ｅｐ ｐ ｒＢｏｈａ ｖ ｎａ ｅ ｎ ｉａ ｖ ｎａ ｅ ｔ ａ ｔ， ｅｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆｆ ｑ ｅ ｃ ｙ ｔｅｉ ｈ ｏｏ ｙｉ ｐｅ ｅ ｔｄｉ ｔ ａ ｅ． ｔ ｄ ａ ｔｇ ｓａ ｄｄｓｄ ａ ｔｇ ｓ ｒ ｅ ｓ ｎ ｈ
介绍了频率合成器设计和微波电路计算机辅助设计软件 。
中图分 类号 ： Ｎ７ ３ Ｔ ４ 文献标 识￣ ： ｉ Ａ ５ －
・
文 章编 号 ： ６４７７ 一 ｏ２ｏ —１—４ １７—９６（ １）２１９０ ２
关键词：频率合成；锁ｆ Ｊ ｆ ￣；直接数字频率合成；计算机辅助设计 ｎ
Ｄｅ ｅｏ ｍ ｅ ｔａ ｄＡｐ ｉａｉｎ ｏ ｅ ｕｅ ｃ ｙ ｈｅ ｉ ｅ ｈ ｌ ｇ ｖ ｌ ｐ ｎ ｎ ｐｌ ｔｏ ｆＦｒ ｑ ｎ ｙ Ｓ ｎｔ ｓｓＴ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ｃ
１频率合成 技术的主要性 能指标
频 率 合成器 因为 应用 场合 不 同，系统对 其性 能
要求 也不 尽相 同 。通 常情 况下 ，衡 量频 率合 成技 术 或频 率合 成器 的主要 性 能指标 有 ：
２ 频 率 合 成 技 术 的发 展
频率 合成 技术 主要 分为 三类 ：直接模 拟频 率合 成 （ ＤＡＳ ）技术 、 间接锁 相 式频 率合 成 （ Ｌ Ｐ Ｌ）技 术和 直接 数字 式频 率合 成 （ ＤＤＳ ）技 术 。