频率合成技术综述【文献综述】

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1、毕业论文文献综述电子信息工程频率合成技术综述摘要：本文综述频率合成三种技术的方法，优缺点以及发展状况.因此，要根据实际情况，具体指标，选择合适的频率合成方法。关键词：频率合成(FS)；DAS；PLL；DDS1引言频率合成技术是现代电子系统的重要组成部分，是决定电子系统性能的关键设备之一。在现代雷达、通信、电子对抗等系统中频率源有着广泛的应用，是众多应用电子系统实现高性能的关键因素之一，很多现代电子设备和系统的功能都直接依赖于所使用的频率源的性能。然而随着现代通信技术的发展，系统对频率合成器提出了越来越高的

2、要求，低相位噪声、高频谱纯度、高捷变速率和高频率分辨率的频率合成器已经成为频率合成技术的主要趋势[1]。因此，传统的晶体振荡器直接输出频率已不能满足要求。频率合成（FS，FrequencySynthesis）的有方法很多,目前应用较多的频率合成方式主要有：直接模拟合成（DAS，DirectAnalogSynthesis），锁相环合成（PLL，phaseLockedLoop）和直接数字合成（DDS，DigitalDirectSynthesis)[2]。而直接数字频率合成（DDS）则是近年来随着数字集成电路和

3、微电子技术的快速发展而迅速兴起的一种新的频率合成技术。DDS具有超宽的相对带宽，超高频率转换速度，超细的分辨率以及可编程、全数字化便于集成的优越性能，得到了飞速的发展和广泛的应用[3]。2频率合成技术的分类所谓频率合成器，就是以一个精确度、稳定度极好的石英晶体振荡器作为基准频率，并利用加、减、乘、除等基本运算技术[4]，以获得与石英晶体振荡器等精确度和稳定度的大量离散频率信号的设备称作频率合成器。频率合成指对一个高稳定的参考频率进行各种技术处理，以生成一系列稳定的频率输出。目前频率合成技术的主要方法有以下

4、几种。2.1直接模拟频率合成直接模拟式频率合成技术是以一个（或多个）参考晶振为基础，通过倍频、分频、混频以及开关和滤波等方法组合而产生的一种频率合成器[5]。这种方法的优点是频率转换时间短、相位噪声低，但由于采用大量的混频、分频、倍频和滤波等途径，使频率合成器的体积大、成本高、结构复杂、容易产生杂散分量且难于抑制[4]。2.2锁相环频率合成（PLL）PLL基本原理是：压控振荡器（VCO）产生的正弦信号经程控分频器分频后送至鉴相器，与参与晶振基准信号分频后所得的信号在鉴相器中进行鉴相，鉴相器输出误差电压经环

5、路滤波器送至VCO的电压调谐控制VCO的输出频率[5]。2.3直接数字合成(DDS，DigitalDirectFrequenceSynthesis）J.Tierney和C.M.Tader等人首先提出了DDS(DigitalDirectFrequenceSynthesis）的概念。但由于当时半导体和数字信号处理技术的限制，DDS输出频率低，杂散大，体积大，攻好高，不适应当今电子系统的要求[2]。随着微电子技术的迅速发展。直接数字频率合成器得到了飞速的发展，它因具有频率转换时间短、频率分辨率和精度高、输出相位

6、连续、可编程控制和全数字化结构、便于集成、调制灵活等优越性能，在雷达、通信、电子对抗等电子系统中应用越来越广泛[3、6]。DDS主要由相位累加器、正弦波形表、D/A转换器、低通滤波器组成[4]。基本原理是：频率控制字K送入相位累加器，更新想累加器的数据，用新的相位累加数据送入正弦查找表，产生数字化正弦波形，经过数据转换器，产生模拟量正弦波形，通过低通滤波器产生DDS的正弦波输出信号[5]，结构原理图如图1[5]图1结构原理图3直接数字频率合成（DDS）与传统频率合成技术的比较三种频率合成技术的优缺点的对比

7、入下表1[5]表1三种频率合成技术对比项目工作频率频率分辨力相位噪声杂散频率转换速度调制能力体积重量成本DAS全频段较大很好较大快有限大高DDS低频段很小好大快强小较低PLL全频段较小较好较小慢有限较小低从表中可以看出DDS与其他两种相比，优点是频率转换速度快、相位噪声低、体积小、重量轻。因此，越来越受到工程人员的重视。但DDS的缺点是工作频率较低，频带较窄，不能应用于全频段。4DDS主要芯片频率合成技术在国外已经发展得相当成熟，形成了一系列的单片集成频综芯片，包括所相式整数/分数频率合成器、直接数字频率

8、合成器、双环或者多环锁相式频率合成器、DDS与PLL混合式频率合成器等[4]。目前市场上性能优良的DDS生产厂家主要有AnalogDevice(AD),Qualcomm和Stanford等。Qualcomm公司的Q2230，时钟频率85MHz，频率间隔0.02Hz，转换时间0.01us；Stanford公司的STEL-2171，GaAs电路时钟1GHz，转换时间0.25us；AD公司推出的DDS系列：AD7945有12bit的