300MHz集成锁相环频率合成器的设计

摘要

频率合成器是通信系统中的重要部件。由于直接制造高性能高频率的晶振十分困难，因此需要通过频率合成技术来进行倍频等频率合成，来得到想要的频率信号。锁相环频率合成器是本文的研究内容，它可以产生一系列的频率信号，同时在精度和稳定度上又可以达到和高稳定高性能的参考晶振同样的水平。因此锁相环频率合成器得到了广泛的应用。
　　本文主要研究设计并实现了一种电荷泵锁相环频率合成器。文章首先对锁相环频率合成器的理论进行了研究，包括研究其基本原理、组成部分，并建立锁相环环路的相位模型，分析研究锁相环环路的噪声性能。
　　本文使用ADF4360-8集成锁相环芯片来设计锁相环频率合成器，在研究了该芯片的内部结构和性能后，利用ADI公司提供的仿真软件进行了系统仿真设计。在仿真设计的基础上，设计出了频率合成器的硬件电路，其中重点研究并比较了两种用于电荷泵锁相环的环路滤波器性能，并进一步进行参数设计。在设计过程中，考虑到外部电感的数值要求较为准确，故自行设计了一种方法来测量自制的线绕式电感的感值以求准确。本设计使用单片机STC12LE4052AD来控制该锁相环芯片，给出了软件实现，通过计算机串口进行单片机程序的下载。
　　最终通过设计PCB、制板、电装并调试，实现了锁相环频率合成器。通过实验测试，该频率合成器输出频率范围为290MHz~350MHz，步进频率为200KHz，输出信号功率大于-7dBm，杂散抑制能达到50dBc以上。实际测试结果表明该频率合成器性能良好，达到了设计要求。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 频率合成技术介绍

1.3 通常考核频率合成器性能的主要技术指标

1.4 频率合成技术发展现状

1.5 本文主要工作及文章结构

第二章 锁相环频率合成器的理论研究

2.1 锁相环技术的基本原理

2.2 电荷泵锁相环环路的组成

2.3 锁相环环路建模

2.4 环路的动态方程

2.5 锁相环环路噪声分析

2.6 本章小结

第三章 集成锁相环芯片ADF4360-8简介及系统仿真设计

3.1 集成锁相环芯片ADF4360-8简介

3.2 系统的仿真设计

3.3 本章小结

第四章 集成锁相环频率合成器的电路设计

4.1 锁相环频率合成器的整体结构与组成

4.2 环路滤波器电路的设计

4.3 ADF4360-8内部锁存器配置与软件实现

4.4 本章小结

第五章 集成锁相环频率合成器的电路实现与实验结果

5.1 锁相环频率合成器的电路实现

5.2 实验结果

第六章 总结

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果