測量用信號源新ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-11 00:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 很低。 缺點(diǎn)：電路硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，價格昂貴，不便于集成化。 ? ⑵ 鎖相式頻率合成 ? 一種間接式的頻率合成技術(shù)。它利用鎖相環(huán)（ PLL）把壓控振蕩器（ VCO）的輸出頻率鎖定在基準(zhǔn)頻率上，這樣通過不同形式的鎖相環(huán)就可以在一個基準(zhǔn)頻率的基礎(chǔ)上合成不同的頻率。 ? 優(yōu)點(diǎn)：易于集成化，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，功耗低，價格低等優(yōu)點(diǎn)。 ? 缺點(diǎn)：頻率切換時間相對較長，相位噪聲較大。 ? ⑶ 直接數(shù)字合成（ DDS） ? 是基于取樣技術(shù)和數(shù)字計(jì)算技術(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)字合成，產(chǎn)生所需頻率的正弦信號 ? 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。 ? 3. 頻率合成技術(shù)的發(fā)展 各種頻率合成方式的綜合 : 直接式、間接（鎖相環(huán)）式和直接數(shù)字式頻率合成技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn) ，單獨(dú)使用任何一種方法，很難滿足要求。因此可將這幾種方法綜合應(yīng)用，特別是 DDS與 PLL的結(jié)合 ,可以實(shí)現(xiàn)快捷變，小步進(jìn)及較高的頻率上限。 鎖相環(huán)（ PLL）的基本概念 ? 1. 鎖相環(huán)基本工作原理及性能 ? 鎖相環(huán)是一個相位環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)。該環(huán)路由鑒相器（ PD）、環(huán)路濾波器（ LPF）、電壓控制振蕩器（ VCO）及基準(zhǔn)晶體振蕩器等部分組成 。 鎖相環(huán)控制系統(tǒng)原理圖 fr Vr VCO PD LPF Vo fO Vd ? 鎖相環(huán)的特點(diǎn)是：利用外部輸入的參考信號控制環(huán)路內(nèi)部振蕩信號的頻率和相位。 ? 因鎖相環(huán)可以實(shí)現(xiàn)輸出信號頻率對輸入信號頻率的自動跟蹤，所以鎖相環(huán)通常用于閉環(huán)跟蹤電路。鎖相環(huán)在工作的過程中，當(dāng)輸出信號的頻率與輸入信號的 頻率相等 時，輸出電壓與輸入電壓保持固定的相位差值 ，即輸出電壓與輸入電壓的相位被鎖住，這就是鎖相環(huán)名稱的由來。 ? 相位比較器，用來比較兩個輸入信號的相位，其輸出電壓正比于兩信號的相位差。 ? 壓控振蕩器，其振蕩頻率可用電壓控制，一般都利用變?nèi)荻O管（變?nèi)荻O管掃頻）。 鎖相環(huán)的捕捉過程 ? 鎖相環(huán)的主要性能指標(biāo) : 鎖相環(huán)鎖定時鑒相器有三個特點(diǎn)：一是鑒相器兩輸入信號頻率相等；二是兩輸入信號的相位差為常數(shù)；三是鑒相器的輸出基本為直流（用于判斷鎖相環(huán)是否處于鎖定狀態(tài)）。 ? 環(huán)路帶寬 : 鎖相環(huán)的頻率特性具有低通濾波器的傳輸特性，其高頻截止頻率稱為環(huán)路帶寬。對輸入信號的相位具有低通特性，就意味著對輸入信號的整體 具有帶通特性。即鎖相環(huán)只允許在輸入頻率 fi附近的頻率成分通過，而阻止遠(yuǎn)離 fi的頻率成分通過。 )(ti? )](s i n [ ttV iiim ?? ?關(guān)于鎖相環(huán)的一些縮略詞 ? PLL Phaselocked Loops 鎖相環(huán) ? PD Phase Detector 相位比較器 ? LPF Lowpass Filter 低通濾波器 ? VCO Voltage Controlled Oscillater 壓控振蕩器 ? DDFS Direct Digital Frequency Synthesis 直接數(shù)字頻率合成 ? LF Loops Filter 環(huán)路濾波器 ? （ 1）混頻式鎖相環(huán) ? 混頻環(huán)實(shí)現(xiàn)對頻率的加減運(yùn)算 PD LPF VCO M （＋） fi1 fi2 fo+fi2 （ b）相減混頻環(huán) PD LPF VCO M （－） fi1 fi2 fo= fi1+ fi2 fofi2 （ a）相加混頻環(huán) fo= fi1 fi2 混頻鎖相環(huán) + PLL fi1 fi2 fo= fi1+ fi2 PLL fi1 fi2 fo= fi1 fi2 （ c）相加環(huán)簡化圖 （ d）相減環(huán)簡化圖 2. 常用基本鎖相單元 混頻環(huán)基準(zhǔn)頻率 fi1的頻率穩(wěn)定度是比較高的，而能產(chǎn)生連續(xù)可變頻率的內(nèi)插振蕩器產(chǎn)生的 fi2的穩(wěn)定度相對較差。 實(shí)例：采用教材圖 412的電路， fi1由石英晶體供給，頻率為 2340kHz，其日穩(wěn)定度為 106～ 109/日，取 106/日。fi2為 60 ～ 70kHz，日穩(wěn)定度為 104/日。經(jīng)過一天后穩(wěn)定度因素引起的輸出頻率變化為： .)10106010102340(6o436321??????????????????的日穩(wěn)定度約為可得HzHzfff iio可見， fi2的引入使 fo的穩(wěn)定度受到一定影響，但它基本處于 fi1的穩(wěn)定度，比 fi2的穩(wěn)定度要好很多。 ? (2）倍頻式鎖相環(huán) 倍頻環(huán)實(shí)現(xiàn)對輸入頻率進(jìn)行乘法運(yùn)算 ， 主要有兩種形式：諧波倍頻環(huán)和數(shù)字倍頻環(huán) （ a） 諧波倍頻環(huán) VCO PD LPF fO=Nfi f
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