基于Δ-Σ鑒相器的分數(shù)頻率合成器研究.pdf

1、隨著通訊技術的發(fā)展，對信號源的要求日益苛刻。信號發(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)代通訊技術的重要組成部分，廣泛應用于通訊、雷達、精密儀器、高速計算機和導航系統(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，因為這意味著環(huán)路的鎖定時間比較長，對VCO相位噪聲的抑制性差，易受噪聲干擾。

2、 分數(shù)分頻的方法可以使鎖相環(huán)達到非常高的頻率分辨率，但同時又引入了頻率的分數(shù)噪聲問題?！?∑噪聲頻譜搬移技術是隨著數(shù)字處理技術而發(fā)展起來的較先進的方法。其原理是利用對分頻比實施△-∑調制的方法以使分數(shù)分頻的相位噪聲頻譜向高頻移動，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)定和有效地抑制分數(shù)噪聲。同時△-∑純數(shù)字鑒相器是一種很有潛力的結構。它的工作原理和1bit模數(shù)轉換器非常類似，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)對檢測精度的影響降到了最低限度，由于這種電路結構簡單并完全解決了分數(shù)噪聲的問題，用這種結構有可能得到高性能的頻率合成器。并且絕大多數(shù)信號處理是數(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，可見這種技術的應用潛力是十分巨大的。 本論文主

4、要針對△-∑鑒相器和分數(shù)分頻技術相結合的鎖相環(huán)分數(shù)頻率合成器進行研究。首先歸納了頻率合成器的特點及其發(fā)展趨勢，指出了基于△-∑鑒相器的分數(shù)頻率合成器的研究背景和意義。闡述了傳統(tǒng)的分數(shù)頻率合成器的構成和基本原理，分析了產生分數(shù)噪聲的原因。然后建立了數(shù)學模型，對基于△-∑鑒相器的分數(shù)頻率合成器進行了理論分析與設計，闡明了其抑制分數(shù)噪聲的機理與效果。論文對所設計的分數(shù)頻率合成器進行了FPGA硬件實現(xiàn)，并仿真分析該合成器的性能。研究結果表明該技