基于SystemView仿真的數字頻率合成器

1 頻率合成技術(shù)原理

頻率合成的方法很多，最常用的頻率合成技術(shù)有3種：直接頻率合成、直接數字頻率合成、鎖相頻率合成。

直接頻率合成法是直接通過(guò)倍頻器、分頻器、混頻器對基準頻率進(jìn)行加、減、乘、除等運算，以得到各種所需頻率。其優(yōu)點(diǎn)是頻率轉換速度快，并能產(chǎn)生任意小的頻率增量。但他也存在一些不可克服的缺點(diǎn)，要求基準信號的功率較大，由于大量的倍頻、混頻、濾波等電路，合成器的設備十分復雜，而且輸出端的諧波、噪聲及寄生頻率難以抑制。

直接數字頻率合成隨著(zhù)超高速數字電路的發(fā)展而興起，主要是通過(guò)微處理器求解數學(xué)遞推方程或者直接查正弦表得來(lái)，其輸出波形是部分合成。其優(yōu)點(diǎn)主要是分辨率高、控制靈活、容易做到比較低的頻率，但是由于受器件的時(shí)鐘頻率控制，輸出頻率上限不能太高，而且總的輸出噪聲電平可能比較高。

鎖相頻率合成技術(shù)是基于鎖相環(huán)的同步原理，利用鎖相環(huán)路的窄帶跟蹤特性得到不同的頻率。鎖相頻率合成又有直接鎖相和數字鎖相2種。倍頻器實(shí)際上就是直接鎖相的一種，而數字鎖相是在鎖相環(huán)路中插入一個(gè)分頻比可變的分頻器，通過(guò)CPU控制可獲得不同的頻點(diǎn)。如圖1所示是一個(gè)典型的直接式鎖相環(huán)頻率合成器的原理圖。他由參考振蕩源、參考分頻器、鎖相環(huán)3部分組成。

其中的鎖相環(huán)與普通鎖相環(huán)不同的是，他在VCO的輸出端和鑒頻器的輸入端之間的反饋回路中加入了一個(gè)可變分頻器。如圖1所示，高穩定度的參考振蕩源信號經(jīng)R次分頻后，得到頻率為fR的參考脈沖信號。同時(shí)壓控振蕩器的輸出經(jīng)N次分頻后得到頻率為fN的脈沖信號，2個(gè)脈沖信號在鑒相器進(jìn)行相位比較。當環(huán)路處于鎖定狀態(tài)時(shí)，則有輸出信號：fo=N