可調(diào)小數(shù)分頻合成器曲-資料

1、可調(diào)小數(shù)分頻合成器曲小數(shù)分頻頻率合成技術(shù)是 20 世紀(jì) 70 年代后期發(fā)展起來(lái)的一 種新型合成技術(shù)。 它能夠協(xié)調(diào)高工作頻率和小頻率間隔之間的矛 盾 , 并且具有輸出噪聲低 , 抑制寄生邊帶干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn) , 因而 應(yīng)用范圍很廣。例如在數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中 , 經(jīng)常采 用跳頻方法來(lái)提高通信系統(tǒng)的抗干擾、 抗多徑衰落能力。 因而要 求快速跳頻系統(tǒng)中的超快速跳頻PLL 能夠在幾十微秒（?es）內(nèi)穩(wěn)定到所要求的相位和頻率。 為達(dá)到此要求可采用由兩個(gè)小數(shù)分 頻頻率合成器構(gòu)成的 乒乓體系結(jié)構(gòu)。在這種系統(tǒng)中 , 當(dāng)一個(gè)頻 率合成器作為本地振蕩器工作時(shí) . 另一個(gè)頻率合成器的作用是鎖 定下一步要求的

2、頻率。鎖相頻率合成器的工作原理是 , 當(dāng)可編程分頻器的分頻比變 化 1時(shí), 得到輸出頻率增量為參考頻率 fr 。當(dāng)需要提高頻率分辨 力時(shí) , 需要減小參考頻率 fr, 而鎖相環(huán)內(nèi)的環(huán)路濾波器的帶寬必 須小于參考頻率fr, 因而環(huán)路濾波器的帶寬也要壓縮。環(huán)路的捕 捉時(shí)間或跟蹤時(shí)間就要增長(zhǎng) , 即頻率合成器的頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間加 大。若可編程分頻器能夠提供小數(shù)分頻比 , 則每次改變某位或某 幾位小數(shù) , 就能在不降低參考頻率的情況下提高頻率分辨力了。 雖然數(shù)字分頻器本身無(wú)法實(shí)現(xiàn)小數(shù)分頻 , 但依然可采用如下方法 實(shí)現(xiàn)小數(shù)分頻。例如 ,N=7.5 的小數(shù)分頻 , 若能控制數(shù)字分頻器先 除一次 7,再除一次

3、 8,這樣交替進(jìn)行 , 從輸出的平均頻率觀測(cè) ,即 是實(shí)現(xiàn)了 7.5 的小數(shù)分頻。因此只要控制整數(shù)分頻器的分頻比按 照某特定規(guī)律工作 , 即能實(shí)現(xiàn)小數(shù)分頻。若能將該特定規(guī)律用變 量間的關(guān)系式表達(dá)出來(lái) , 即是實(shí)現(xiàn)了可調(diào)小數(shù)分頻功能了。現(xiàn)舉兩個(gè)例子用來(lái)引導(dǎo)關(guān)系式的推出。 若要完成 N.F=2.6 的 小數(shù)分頻，其中 N 表示整數(shù)部分,F 表示小數(shù)部分，則只要在每 10 次分頻中 , 作 4 次除 2, 再作 6 次除 3, 就可以得到N.F=?2?+3?)=2.6若要完成 N.F=62.45 的小數(shù)分頻 , 則只要在每 100 次分頻中 , 作55 次除 62, 再作 45 次除 63, 即可得

4、到N.F=?6255+6345)=62.45則現(xiàn)總結(jié)關(guān)系式 , 若要完成 N.F 小數(shù)分頻 ,N 表示整數(shù)部分 ,F 表示小數(shù)部分 ,P 表示小數(shù)部分 F 的位數(shù) , 則:N.F=N?1-F)+(N+1)F按照此思路 , 實(shí)現(xiàn)小數(shù)分頻器的電路可由一個(gè)基本單環(huán)頻率 合成器和累加器、存儲(chǔ)器構(gòu)成。其中 , 基本單環(huán)頻率合成器輸出 頻率為 Nfr,在壓控振蕩器 VCO 和可編程分頻器之間添加一個(gè)脈 沖刪除電路 , 在鑒相器與環(huán)路濾波器之間添加一個(gè)相加器。根據(jù) 用戶(hù)需要可調(diào)節(jié)的 N F、P 分別存在存儲(chǔ)器中,N、F、P 用微機(jī) 控制?，F(xiàn)以 N.F=5.3 的小數(shù)分頻為例 , 說(shuō)明電路工作過(guò)程。要求電 路

5、輸出頻率 fo =5.3fr, 在第一個(gè)參考周期中 , 上述電路以除 N=5 工作 ,累加器加進(jìn)小數(shù) F=0.3, 并保存記憶。第二、三個(gè)參考周期 上述電路仍舊以除 5 工作, 累加器的存數(shù)從 0.3 遞增到 0.6, 再遞 增到 0.9。在第四個(gè)參考周期，累加器繼續(xù)遞增 0.3,使得 OVF 溢 出一次,控制脈沖刪除電路刪去一個(gè)脈沖 , 得到的輸出電壓電壓 再經(jīng)除 5, 此處從總分頻效果考慮 , 其實(shí)已經(jīng)變?yōu)槌?6。累加器在 溢出后,所存的余數(shù)為 0.2。再經(jīng)過(guò)三個(gè)參考周期 , 在第 7 個(gè)參考 周期累加器再次出現(xiàn)溢出 , 脈沖刪除電路再刪除掉一個(gè)脈沖 , 再 作一次除 6, 累加器所存余數(shù)

6、變?yōu)?0.1 。再經(jīng)三個(gè)周期又溢出一次 作一次除 6, 累加器余數(shù)為 0。這樣經(jīng)過(guò) 10 個(gè)參考周期完成一次 循環(huán)。在此期間，OVF 溢出三次，作三次除 6,另外其次作除 5。即 是完成了 N.F=5.3 的小數(shù)分頻。若以 N.F=62.45 的小數(shù)分頻為例 , 則用 F=0.45 加入到累加器 中，在 100 次累加中，將會(huì)出現(xiàn) 45 次溢出，電路中的 N 設(shè)置為 62, 每出現(xiàn)一次溢出 , 就作一次除 63。這樣就能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn) N.F=62.45 的小數(shù)分頻了。在上述電路工作過(guò)程中 , 由于 fo =5.3fr, 即 fo 是 fr 的 5.3 倍, 則每經(jīng)過(guò) fr 的一個(gè)周期 ,fo 為 5.3 個(gè)周期。這樣 , 在經(jīng)過(guò)一 個(gè)參考周期后 , 在鑒相器輸入端口就出現(xiàn)了 0.3?%i 的相位誤 差。再經(jīng)過(guò)一個(gè)參考周期出現(xiàn) 0.6?%i 的相位誤差。 以此類(lèi)推 , 相位誤差隨時(shí)間變化而變化 , 相應(yīng)的鑒相器輸出電壓呈現(xiàn)為遞減 的階梯電壓 , 此遞減的階梯電壓如果經(jīng)過(guò)環(huán)路濾波器后加到壓控 振蕩器VCO會(huì)使VCO調(diào)頻，影響合成器的輸出頻譜。解決此問(wèn)題的方法是 , 消除遞減階梯脈沖的影響。而環(huán)路中的累加器存數(shù)經(jīng) 數(shù)模變換之后 ,恰巧能夠形成一個(gè)遞增的