基于DDS的高性能雷达信号发生器的设计和实现

摘要

信号发生器在实验室和电子领域的使用频率很高，在教学科研、生产、遥感遥测等众多场合都有着广泛的应用。随着当前科学技术的发展，人们对信号源的分辨率、频谱纯度、频率范围等提出的要求越来越高，而采用以往的频率合成方法设计的信号源在技术上存在分辨率不高、频率精度低、频带窄、输出波形种类少等不足，不能满足实际需要。基于DDS的高精度信号源的出现使以上问题的解决变为可能。在上世纪七十年代第一次提出了直接数字频率合成技术（DDS）的概念，该合成技术实现了全数字化的合成。由DDS技术实现的信号发生器具有很高的频率精度和分辨率，同时频率切换快、相位噪声低，与传统信号发生器相比有了明显的进步，当前信号发生器研究的重要方向之一就是基于DDS芯片的信号发生器。
　　本文首先对基于PLL技术的锁相环频率合成器和基于DDS技术的直接数字频率合成器的基本构架、工作原理及其各自的优、劣势进行了较为详尽的阐述。基于PLL技术的锁相环频率合成方式利用锁相环独特的窄带跟踪效应，将环路输出频率锁定在稳定的参考频率上，该输出频率的频谱纯度及频率稳定性与输入的参考频率具有一致性；而基于DDS技术的直接数字频率合成器主要由相位累加器、正弦波形表，D/A和LPF（低通滤波器）构成，全数字化的组织架构使得该频率合成方式具有快切换速率、高频率分辨率、低输出相位噪声及任意波形产生等优点。比较上述两种频率合成方式，基于DDS技术的直接数字频率合成器具有精细的输出步长和良好的相位噪声特性，但输出杂散较多；而基于PLL技术的锁相环频率合成方式对输出杂散的抑制特性较为突出，故结合DDS和PLL技术进行频率合成器的设计可以得到两种技术途径的优势，从而实现高性能的频率输出。本文基于DDS技术，结合现阶段成熟的PLL、倍频、混频等频率综合技术实现了高性能低杂散、低相噪频率合成器。针对频综系统分解到各部分模块的性能指标进行较为详尽的器件选型和电路设计。将各功能模块进行组合，经调试、测试，最终实现了高性能低杂散、低相噪频率合成器。该频率合成器已用于某科研工程项目，得到了良好的效果。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2频率合成技术的研究现状

1.3内容安排

第二章DDS与PLL频率合成技术

2.1 DDS频率合成技术

2.2 PLL频率合成技术

2.3 DDS+PLL频率合成技术

2.4 本章小结

第三章 基于DDS技术的频率合成器设计与实现

3.1微波信号源的主要技术指标

3.2微波信号源的方案设计与论证

3.3微波信号源的实现方法

3.4 微波信号源的结构设计

3.5 本章小结

第四章 频率合成器的测试

4.1 微波信号源的测试方法

4.2微波信号源的测试方法

4.3本章小结

第五章 全文总结及展望

参考文献

致谢

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