短波段頻率合成器的設計與調試

摘要：設計了基于鎖相環(huán)的短波段正弦信號合成器，其工作原理為原始的正弦波輸出信號由壓控振蕩器產(chǎn)生，經(jīng)芯片分頻輸出一個(gè)低頻方波信號，參考信號采用Q值較高的晶體產(chǎn)生，然后輸出到芯片的分頻，在芯片內部輸出一個(gè)低頻方波信號，兩路低頻方波信號同時(shí)由芯片內部的數字鑒相器進(jìn)行比相，輸出一個(gè)反映相位誤差值的雙路差分電壓信號到有源環(huán)路低通濾波器，經(jīng)它濾波形成近似直流的信號，控制壓控振蕩器的變容管反相偏置電壓來(lái)調整振蕩頻率。仿真結果達到預期要求。
關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)電；短波；鎖相環(huán)；頻率合成

0 引言
鎖相環(huán)自20世紀30年代發(fā)明后，已經(jīng)成為通信、雷達、儀器儀表、高速計算機及導航系統的不可或缺的關(guān)鍵部件。鎖相環(huán)路是一種以消除頻率誤差為目的的相位誤差反饋控制電路。隨著(zhù)現代電子技術(shù)的發(fā)展，具有高穩定性和高準確度的頻率源的應用越來(lái)越廣泛。本系統基于鎖相環(huán)實(shí)現短波段正弦信號的生成，其工作原理為，原始的正弦波輸出信號由壓控振蕩器產(chǎn)生，經(jīng)LM504雙模前置分頻器進(jìn)行預分頻，再經(jīng)MC145152芯片的A和N計數器進(jìn)一步分頻，在芯片內部輸出一個(gè)低頻方波信號；參考信號采用Q值較高的晶體產(chǎn)生，然后輸出到MC145152芯片的R計數器進(jìn)行計數并進(jìn)一步分頻，也在芯片內部輸出一個(gè)低頻方波信號；兩路低頻方波信號同時(shí)送到MC145152芯片內部的數字鑒相器進(jìn)行比相，輸出一個(gè)反映相位誤差值的雙路差分電壓信號到基于運放LM358的有源環(huán)路低通濾波器，經(jīng)其濾波形成近似直流的信號，去控制壓控振蕩器的變容管反相偏置電壓來(lái)調整振蕩頻率，以保持參與鑒相的兩路信號相位同步，并使頻率誤差降低到零，從而實(shí)現無(wú)頻差的頻率跟蹤和相位跟蹤。

1 原理與方案
1．1 系統組成及原理
短波段頻率合成器系統組成如圖1所示。將分別來(lái)自壓控振蕩器和雙模前置分頻器的輸出信號同時(shí)施加到A和N計數器進(jìn)行計數分頻。輸入并行碼DA0～DA5，DN0～DN9通過(guò)緩沖電路分別控制該兩計數器的分頻比，由于分頻比N>A，因而A計數器先計滿(mǎn)，輸出脈沖C使雙?？刂七壿婱C從0變?yōu)?。N計數器繼續計數直到計滿(mǎn)，輸出脈沖B將MC重置為0狀態(tài)，并將兩計數器同時(shí)復零，以等待下一循環(huán)。