基于DDS+PLL的高性能微波频率合成器的研制

摘要

通信系统的不断发展对信号源的频率稳定度和准确度以及频谱纯度提出了越来越高的要求。PLL是比较成熟的频率合成技术，它有杂散抑制性能好、输出频带宽的优点，但其频率转换速度慢，频率分辨率不高。DDS技术以其频率转换速度快、频率分辨率高和输出相位噪声低的优点，得到了广泛的关注，但是由于其全数字的结构，存在输出带宽窄和杂散抑制差的缺点。
　　 本文将DDS和PLL技术结合起来，采用DDS直接激励PLL的混合频率合成方案，研制了应用于GSM1800MHz、1900Mz系统的频率合成器。该频率合成器在1700MHz～2000MHz频率范围内工作稳定，可实现频率间隔200kHz的任意频率输出，输出信号的杂散和相噪特性良好，达到了预期要求。
　　 论文首先分析了直接数字频率合成器(DDS)的基本结构、工作原理、杂散来源、输出频谱特性;介绍了锁相环(PLL)的基本结构、工作原理，对环路线性化、稳定性及噪声特性进行了分析。接着对DDS+PLL频率合成器常用组合方案进行了论证和选择，根据系统技术指标的要求，选用性能良好的DDS和PLL集成芯片，以8051单片机实现了系统频率合成的控制，运用ADS和ADIsimPLL仿真软件建立了仿真平台，对系统各模块进行了仿真分析和参数优化;采用Prote199Se设计了整个系统PCB电路板。最后完成了整个系统的硬件制作和调试，用频谱分析仪对输出信号进行了频谱分析，测试结果表明系统实现了设计指标要求。

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摘要

第一章 绪论

1．1 频率合成技术及主要性能指标

1．2 频率合成技术的发展及研究现状

1．3 论文的研究内容

第二章 直接数字频率合成技术

2．1 DDS基本原理

2．2 DDS结构

2．3 DDS频谱分析

2．4 本章小结

第三章 锁相环频率合成技术

3．1 锁相环结构及基本原理

3．2 基于ADS锁相环路功能模块的仿真分析

3．3 锁相环路的主要性能分析

3．4 锁相环的噪声特性

3．5 本章小结

第四章 频率合成器设计与仿真分析

4．1 频率合成器系统方案

4．2 系统硬件设计

4．3 系统软件设计

4．4 本章小结

第五章 频率合成器的硬件实现与性能测试

5．1 硬件实现

5．2 电路调试

5．3 测试结果及分析

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 本文总结

6．2 工作展望

攻读硕士期间发表论文

致谢

参考文献