直接數(shù)字頻率合成器dds研究設(shè)計畢業(yè)論文

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1、直接數(shù)字頻率合成器DDS研究設(shè)計畢業(yè)論文目錄1.引言11.1頻率合成器的研究背景11.2頻率合成器的研究現(xiàn)狀12.頻率合成技術(shù)32.1頻率合成技術(shù)概述32.2頻率合成器的主要指標(biāo)32.3頻率合成的基本方法52.4頻率合成器的長期頻率穩(wěn)定度和相位噪聲52.4.1長期頻率穩(wěn)定度52.4.2相位噪聲62.4.3噪聲來源73.直接頻率合成（DS）技術(shù)83.1直接頻率合成器的基本原理和組成83.2直接頻率合成器的幾個主要組成電路93.2.1混頻器93.2.2倍頻器113.2.3分頻器123.2.5石英晶體振蕩器144.直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術(shù)17

2、4.1直接數(shù)字頻率合成的組成及其特點(diǎn)174.2直接數(shù)字頻率合成的基本原理194.3直接數(shù)字頻率合成的相位噪聲和雜散204.3.1直接數(shù)字頻率合成的相位噪聲204.3.2直接數(shù)字頻率合成的雜散分析214.3.3降低雜散電平的方法214.4集成直接數(shù)字頻率合成器的芯片介紹235.直接數(shù)字頻率合成器的設(shè)計265.1DDS芯片在跳頻系統(tǒng)中應(yīng)用的總體框圖26II5.2控制模塊265.2.1AT89C51引腳說明265.2.2單片機(jī)外圍電路設(shè)計285.3頻率合成模塊295.3.1AD9852的引腳說明295.4電平轉(zhuǎn)換模塊325.5低通濾波模塊335.6

3、放大電路35結(jié)束語36致謝37參考文獻(xiàn)38II1.引言1.1頻率合成器的研究背景頻率合成（頻率綜合）是指由一個或多個頻率穩(wěn)定度和精確度很高的參考信號源通過頻率域的線性運(yùn)算，產(chǎn)生具有同樣穩(wěn)定度和精確度的大量離散頻率的過程。實(shí)現(xiàn)頻率合成的電路叫頻率合成器，頻率合成器是現(xiàn)代電子系統(tǒng)的重要組成部分。在通信、雷達(dá)和導(dǎo)航等設(shè)備中，頻率合成器既是發(fā)射機(jī)的激勵信號源，又是接收機(jī)的本地振蕩器；在電子對抗設(shè)備中，它可以作為干擾信號發(fā)生器；在測試設(shè)備中，可作為標(biāo)準(zhǔn)信號源，因此頻率合成器被人們稱為許多電子系統(tǒng)的“心臟”。頻率源是雷達(dá)、通信、電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高性能技術(shù)指標(biāo)

4、的關(guān)鍵部分，許多現(xiàn)代電子設(shè)備和系統(tǒng)的功能的實(shí)現(xiàn)，都直接依賴于所用的頻率源的性能，而當(dāng)今高性能的頻率源都是通過頻率合成技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。頻率合成技術(shù)大約出現(xiàn)于20世紀(jì)30年代，最初產(chǎn)生并進(jìn)入實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的是直接頻率合成技術(shù)，它具有頻率轉(zhuǎn)換時間短、近載頻相位噪聲性能好等優(yōu)點(diǎn)，但是，由于采用大量的倍頻、分頻、混頻和濾波環(huán)節(jié)，直接式頻率合成器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、成本高，而且容易產(chǎn)生過多的雜散分量，難以達(dá)到較高的頻譜純度。到60年代末70年代初，相位反饋理論和模擬鎖相技術(shù)在頻率合成領(lǐng)域里的應(yīng)用，引發(fā)了頻率合成技術(shù)發(fā)展史上的一次革命，相參鎖相式合成技術(shù)就是這場革

5、命的直接產(chǎn)物。隨后數(shù)字化的鎖相環(huán)路器件，如數(shù)字鑒相器、數(shù)字可編程分頻器等器件的出現(xiàn)，以及其在鎖相頻率合成技術(shù)中的應(yīng)用，標(biāo)志著數(shù)字鎖相頻率合成技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。由于不斷吸收和利用脈沖計數(shù)器、小數(shù)分頻器、多模分頻器等數(shù)字技術(shù)發(fā)展的新成果，數(shù)字鎖相頻率合成技術(shù)日益成熟，鎖相式頻率合成器具有良好的窄帶跟蹤特性，可以很好的選擇所需頻率的信號，抑制雜散分量，并且可避免使用大量濾波器，十分有利于集成化和小型化。此外，還具有良好的長期頻率穩(wěn)定度和短期頻率穩(wěn)定度。但是，由于鎖相環(huán)本身是一個惰性環(huán)節(jié)，使得頻率鎖定時間較長，故鎖相式頻率合成器的頻率捷變時間較長。目前，

6、鎖相環(huán)頻率合成器在各電子領(lǐng)域中獲得較為廣泛的應(yīng)用。1.2頻率合成器的研究現(xiàn)狀38頻率合成技術(shù)是現(xiàn)代雷達(dá)，通信等電子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高性能指標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)之一．傳統(tǒng)的頻率合成技術(shù)包括模擬直接式頻率合成和間接式頻率合成。近幾年來隨著大規(guī)模集成電路和高速數(shù)字電路技術(shù)的日益成熟，以全數(shù)字結(jié)構(gòu)為特征的直接數(shù)字頻率合成技術(shù)得到了迅速發(fā)展，從而引發(fā)了頻率合成領(lǐng)域的一次革命。它突破了傳統(tǒng)頻率合成器的諸多局限，具有相對帶寬很寬，頻率分辨率很高，頻率捷變速度快，頻率變換時輸出信號相位保持連續(xù)和全球集成化等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)是由于DDS的全數(shù)字結(jié)構(gòu)所賦予的，但也正是這種全數(shù)字結(jié)

7、構(gòu)造成了DDS的主要缺陷，即輸出相位噪聲和雜散電平高。382.頻率合成技術(shù)2.1頻率合成技術(shù)概述頻率合成器是利用一個或多個標(biāo)準(zhǔn)信號，通過各種技術(shù)途徑產(chǎn)生大量離散頻率信號的設(shè)備。直接數(shù)字式頻率合成（DDS）技術(shù)的出現(xiàn)，導(dǎo)致了頻率合成領(lǐng)域的第二次革命。1971年J.Tierney、C.M.Rader和B.Goid在ADigitalFrequencySynthesizer一文中發(fā)表了關(guān)于新型數(shù)字頻率合成的研究成果，第一次提出了具有工程實(shí)現(xiàn)可能和實(shí)際應(yīng)用價值的直接數(shù)字頻率合成的概念。盡管當(dāng)時該項(xiàng)技術(shù)未能立即得以普遍的重視，但是隨著數(shù)字集成電路和微電子

8、技術(shù)的發(fā)展，DDS逐漸充分體現(xiàn)出其具有相對帶寬很寬、頻率轉(zhuǎn)換時間極短、頻率分辨力很高、輸出相位連續(xù)、可以輸出寬帶正交信號、任意波形輸出能力、數(shù)字調(diào)制功能、可編程，以