基于FPGA應用于倍頻電路的預置可逆分頻器設計

摘要：首先分析了應用于倍頻電路的預置可逆分頻器的工作原理，推導了觸發(fā)器的驅動(dòng)函數。

并建立了基于simulink 和FPGA 的分頻器模型，實(shí)驗結果表明分頻器可以實(shí)現預置模和可逆分頻功能，滿(mǎn)足倍頻電路需要。

1. 前言

鎖相環(huán)是倍頻電路的主要實(shí)現方式，直接決定倍頻的成敗。傳統的鎖相環(huán)各個(gè)部件都是由模擬電路實(shí)現的，隨著(zhù)數字技術(shù)的發(fā)展，全數字鎖相環(huán)逐步發(fā)展起來(lái)，全數字鎖相環(huán)的環(huán)路部件全部數字化，通常由數字鑒相器、數字環(huán)路濾波器、壓控振蕩器以及分頻器組成，全數字鎖相環(huán)中的分頻器要求?？深A置且可根據實(shí)際需要進(jìn)行可逆分頻[2]。由于現有的電路均不能滿(mǎn)足上述要求，本文首先采用simuink 和FPGA 開(kāi)發(fā)了應用于倍頻電路的變?？赡娣诸l器。

2. 變?？赡娣诸l器的工作原理

變模分頻器的基本原理是設置一個(gè)符合函數，在分頻過(guò)程中，觸發(fā)器的輸出與預置模比較，當觸發(fā)器的輸出與預置模一致時(shí)，則給出符合信號，強迫計數器進(jìn)入所希望的狀態(tài)，即初始狀態(tài)，隨后計數器則按照卡諾圖確定的程序繼續工作，直到最后一個(gè)狀態(tài)，即由地址碼確定的第N-1 個(gè)狀態(tài)，再強迫分頻器回到初始狀態(tài)[3]。所以每個(gè)觸發(fā)器應當受到兩個(gè)控制函數的控制，即：

f—正常的由卡諾圖得到的控制函數；

F—強迫分頻器進(jìn)入的希望狀態(tài)；

T—符合函數；

當符合函數T = 1時(shí)，F 不起作用，P = f ，分頻器按正常程序分頻；當T = 0，F 起作用，P = F ，強迫分頻器跳變到所希望的狀態(tài)。

表1 狀態(tài)轉換表

（注：表1 為狀態(tài)轉換圖，其中左半部分為遞增分頻器狀態(tài)轉換表，右半部分為遞減狀態(tài)轉換表。表2 為計數值與各觸發(fā)器當前值的關(guān)系。）