[工學(xué)]第5章電子測(cè)量技術(shù)-預(yù)覽頁
【正文】 f0＝ Nfi 鑒 相 器P D壓 控 振 蕩 器V C O低 通 濾 波 器L P Ffo= N fi 1 N 分 頻247。 ? 輸出信號(hào)頻率： fo＝ N fi1+ fi2 ?例： 用雙環(huán)頻率合成器在合成信號(hào)發(fā)生器中提供連續(xù)可調(diào)的輸出頻率： ? 取基準(zhǔn)頻率 fi1 ＝ 10KHz,調(diào) VCO1使 N＝ 330~500,調(diào)內(nèi)插振蕩器的振蕩頻率 fi2 ＝ 100~110 KHz (連續(xù)可調(diào) ),則雙環(huán)輸出信號(hào)頻率 : fo＝ N fi1+ fi2＝ 3400~5110(連續(xù)可調(diào) ) 41 fo= Nfi1+ fi2 3400～ 5100 KHz 10KHz PD2 LPF2 VCO2 M （－） fi2 fi1 foNfi1 Nfi1 內(nèi)插振蕩器 環(huán) 1 環(huán) 2 倍頻環(huán) 加法混頻環(huán) 雙環(huán)合成器原理結(jié)構(gòu)框圖 100～ 110KHz VCO1 PD1 LPF1 諧波 形成 小數(shù)分頻式鎖相環(huán) ? 下圖為小數(shù)分頻鎖相環(huán)的原理框圖。 42 鑒 相 器P D壓 控 振 蕩 器V C O低 通 濾 波 器L P F f0 fifo N ( N + 1 )小 數(shù) 分 頻 器微 處 理 器43 十進(jìn)合成單元 ?DS1合成單元 VCO PD LPF ～ MHz 100KHz 基準(zhǔn) 諧波 形成 Nfi DS1原理框圖 M1 （＋） M2 （＋） 9MHz ～ 基準(zhǔn) 后一位合成單元 ～ 247。 ? 五個(gè) DS1合成單元串接起來 ,其輸出頻率被送到合成單元 DS2,得到輸出頻率為 21～ 22MHz ? DS2的輸出加到合成單元 DS4,得到輸出頻率為 101～ 122MHz ? DS3輸出為 101～ 92MHz,DS3與 DS4的輸出頻率加到混頻器 M進(jìn)行相減 ,最后得到 200Hz～30MHz的輸出頻率 46 十進(jìn)頻率合成器 VCO PD LPF ～ MHz 100KHz 諧波 形成 Nfi DS2原理框圖 M1 （＋） M2 （＋） 9MHz ～ 基準(zhǔn) “ 10KHz”單元輸出 ～ 21～ 22MHz 倍頻環(huán) 2 18MHz ?DS2合成單元 47 十進(jìn)頻率合成器 ?DS3合成單元 VCO PD LPF 101～ 92 MHz 1MHz 諧波 形成 Nfi DS3原理框圖 倍頻環(huán) fi 48 十進(jìn)頻率合成器 ?DS4合成單元 PD LPF VCO M （－） DS2的輸出 0： 80MHz 加法混頻環(huán) 21～ 22MHz 101～ 122MHz DS4原理框圖 基準(zhǔn) 倍頻環(huán) 5MHz VCO PD LPF 諧波 形成 1： 90MHz 2： 100MHz 49 十進(jìn)頻率合成器 ? 輸出頻率的連續(xù)調(diào)節(jié) ? 為使輸出頻率連續(xù)可調(diào) ,加入一個(gè)內(nèi)插振蕩器 ? 當(dāng)選擇開關(guān) S臵于 1時(shí) ,內(nèi)插振蕩器是一個(gè)倍頻環(huán) ,它輸出一個(gè) ,此時(shí)頻率合成器只能輸出離散頻率。 ?三角波 : ＋ ＋ 1 …… － － 1 …… ?方 波： 0、 0、 …… …… D A C 濾 波P C 機(jī)直接數(shù)字頻率合成 相 位 遞 增寄 存 器低 通D A C波 形 存 儲(chǔ)檢 索 表相 位寄 存 器相 位累 加 器頻 率 控 制當(dāng) 前 相 位 碼波 形 量 化 輸 入相 位 碼 高 位信號(hào)調(diào)理及輸出初 相 碼 設(shè) 置時(shí) 鐘fC L K幅 度數(shù) 據(jù)k? 設(shè)取樣時(shí)鐘頻率為 fCLK,正弦波 每一周期由 n個(gè)取樣點(diǎn)構(gòu)成 , 正弦波 頻率 : nfnTf CLKCLK?? 10? DDS組成原理 ? 輸出信號(hào)頻率 f0取決于兩個(gè)因數(shù)： ? ⑴參考時(shí)鐘頻率 fCLK ；⑵ ROM中存儲(chǔ)的正弦波； 波形存儲(chǔ)檢索表 ? 波形存儲(chǔ)器 的全部單元存儲(chǔ) 一個(gè)周期的波形數(shù)據(jù) ,存儲(chǔ)地址和波形的相位是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。 ,則一周期內(nèi)共有 60等分。 為偶對(duì)稱 ,因此 ROM中只需存 0~90176。 之間共有 15等分 ,其幅值在 ROM中占 16個(gè)地址單元。 00011 0010 12176。 10000 0110 36176。 11010 1010 60176。 11111 1110 84176。 ? 相位累加器在參考時(shí)鐘的作用下進(jìn)行 線性相位累加 。 DDFS的分辨率和輸出頻率 ? 設(shè)相位碼的位數(shù)為 N,頻率控制字為 k,參考時(shí)鐘頻率為 fCLK,則 DDFS輸出頻率 為： ? 頻率分辨率 ? 實(shí)際應(yīng)用中一般取 1≤k≤2N2 NC L Kkff20 ?NC L Kff2??直接數(shù)字頻率合成 ?優(yōu)點(diǎn)：能實(shí)現(xiàn)快捷變和小步進(jìn) ,且集成度高 ,體積小 ?缺點(diǎn)：頻率上限較低 ,雜散也較大。即使是像正弦、方波這樣簡單的波形 ,也往往需要研究它受到干擾或有一定缺陷時(shí)的情況。 ? AFG 的 時(shí)鐘 以某個(gè) 固定速率運(yùn)行 AFG ? AFG 的時(shí)鐘以某個(gè) 固定速率 運(yùn)行。 ? 高頻設(shè)臵會(huì)導(dǎo)致大的相位增量 ,使 AFG 在通過360 度周期時(shí)迅速向前跳 ,提供高頻信號(hào)。處理先進(jìn)通信和計(jì)算單元的設(shè)計(jì)人員選擇AWG,驅(qū)動(dòng)采用復(fù)雜調(diào)制和帶有異常事件的高速信號(hào)。 AWG開始時(shí)波形已經(jīng)在內(nèi)存中。 ? AWG 的靈活性源自其內(nèi)存中存儲(chǔ)的波形。 ? 不管時(shí)鐘是以 1 MHz運(yùn)行還是以 1 GHz運(yùn)行 ,波形的形狀
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