基于Δ-Σ鑒相器的分?jǐn)?shù)頻率合成器研究.pdf

1、隨著通訊技術(shù)的發(fā)展，對(duì)信號(hào)源的要求日益苛刻。信號(hào)發(fā)生源必須要有寬的頻率范圍、極高的頻率分辨率和頻譜純度。頻率合成器是現(xiàn)代通訊技術(shù)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于通訊、雷達(dá)、精密儀器、高速計(jì)算機(jī)和導(dǎo)航系統(tǒng)中。 傳統(tǒng)鎖相環(huán)的分頻比必須是整數(shù)，所以環(huán)路的頻率分辨率為參考頻率。高的頻率分辨率要求低的參考頻率，這就相應(yīng)地要求環(huán)路的帶寬比較窄。窄的環(huán)路帶寬是不希望的，因?yàn)檫@意味著環(huán)路的鎖定時(shí)間比較長，對(duì)VCO相位噪聲的抑制性差，易受噪聲干擾。

2、 分?jǐn)?shù)分頻的方法可以使鎖相環(huán)達(dá)到非常高的頻率分辨率，但同時(shí)又引入了頻率的分?jǐn)?shù)噪聲問題?！?∑噪聲頻譜搬移技術(shù)是隨著數(shù)字處理技術(shù)而發(fā)展起來的較先進(jìn)的方法。其原理是利用對(duì)分頻比實(shí)施△-∑調(diào)制的方法以使分?jǐn)?shù)分頻的相位噪聲頻譜向高頻移動(dòng)，從而能更有效地被環(huán)路濾波器濾除。這種方法可以較穩(wěn)定和有效地抑制分?jǐn)?shù)噪聲。同時(shí)△-∑純數(shù)字鑒相器是一種很有潛力的結(jié)構(gòu)。它的工作原理和1bit模數(shù)轉(zhuǎn)換器非常類似，只比較待檢測相位是超前還是落后于參考相位，而檢測

3、的精確度是通過提高取樣頻率來保證的，從而使模擬參數(shù)對(duì)檢測精度的影響降到了最低限度，由于這種電路結(jié)構(gòu)簡單并完全解決了分?jǐn)?shù)噪聲的問題，用這種結(jié)構(gòu)有可能得到高性能的頻率合成器。并且絕大多數(shù)信號(hào)處理是數(shù)字化的，易于集成，還具有極大的靈活性。因此這種頻率合成器不僅可用于那些高新系統(tǒng)中，還具有取代絕大多數(shù)常規(guī)頻率合成器的潛力。而當(dāng)前僅僅在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中使用的數(shù)字頻率合成器的數(shù)量已是天文數(shù)字，可見這種技術(shù)的應(yīng)用潛力是十分巨大的。 本論文主

4、要針對(duì)△-∑鑒相器和分?jǐn)?shù)分頻技術(shù)相結(jié)合的鎖相環(huán)分?jǐn)?shù)頻率合成器進(jìn)行研究。首先歸納了頻率合成器的特點(diǎn)及其發(fā)展趨勢(shì)，指出了基于△-∑鑒相器的分?jǐn)?shù)頻率合成器的研究背景和意義。闡述了傳統(tǒng)的分?jǐn)?shù)頻率合成器的構(gòu)成和基本原理，分析了產(chǎn)生分?jǐn)?shù)噪聲的原因。然后建立了數(shù)學(xué)模型，對(duì)基于△-∑鑒相器的分?jǐn)?shù)頻率合成器進(jìn)行了理論分析與設(shè)計(jì)，闡明了其抑制分?jǐn)?shù)噪聲的機(jī)理與效果。論文對(duì)所設(shè)計(jì)的分?jǐn)?shù)頻率合成器進(jìn)行了FPGA硬件實(shí)現(xiàn)，并仿真分析該合成器的性能。研究結(jié)果表明該技