基于DDS与PLL的L波段频率合成器的研制

摘要

卫星通信终端小型化、便携化是现实需求，体积小、重量轻、性能好的L波段频率合成器是便携式卫星通信终端的关键部件之一。 本文首先阐述了直接数字频率合成和锁相环频率合成的基本理论；根据便携站对频率源的要求，在对几种常用的。DDS与PLL混合式频率合成器的性能进行比较的基础上，采用了一种DDS与PLL混频双环频率合成方案，此方案具有DDS的高分辨率、输出相位连续的特点，同时克服了DDS输出频率低、杂散差的缺点；详细地分析了频率设置及输出杂散、相位噪声等关键技术指标，介绍了各部分电路的具体设计，充分考虑了电路设计中的电磁兼容问题；针对低功耗和小体积的要求，优化了结构和印制板设计：最后实现了高分辨率、低杂散的950MHz～1450MHz的L波段频率合成器。相位噪声及杂散输出等主要技术指标测试结果表明，所研制的L波段频率合成器达到了设计要求。

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第一章绪论

1.1研究工作背景和意义

1.2频率源在实际需求中的作用

1.3频率合成技术简介

1.4本文主要研究工作内容及安排

第二章直接数字频率合成(DDS)

2.1 DDS的基本工作原理

2.2 DDS的特点

2.3 DDS的噪声及杂散性能

2.3.1理想DDS的频谱分析

2.3.2相位截断误差信号分析

2.3.3幅度量化误差

2.3.4 DAC非线性引入的误差

第三章锁相环频率合成(PLL)

3.1 PLL的组成

3.2环路的相位数学模型和基本方程

3.3 PLL的噪声性能

3.3.1相位噪声的一般概念

3.3.2锁相环对压控振荡器相位噪声的线性过滤

3.3.3环路的噪声来源及对各类噪声的线性过滤

3.3.4最佳环路带宽选择

第四章L波段频率源设计

4.1 DDS+PLL频率合成器基本设计方案比较

4.1.1 DDS直接激励PLL式频率合成器

4.1.2 DDS与PLL混频式频率合成器

4.1.3 DDS在PLL环内分频式频率合成器

4.2设计方案选择与性能分析

4.2.1设计方案选择

4.2.2输出杂散分析

4.2.3相位噪声分析

4.3电路设计与实现

4.3.1 DDS电路设计与实现

4.3.2 PLL电路设计与实现

4.4电路设计中需要考虑的几个问题

第五章L波段频率源测试及结果

5.1专题实验结果

5.2输出相位噪声测试

5.3输出杂散测试

结束语

致谢

参考文献