1、“.....因此人们常将频率合成器喻为众多电子系统的心脏,而频率合成理论也因此在二十世纪得到了飞跃的发展。频率合成技术的发展及分类频率合成技术起源于上世纪三十年代,早期的频率合成器由组晶体组成的晶体振荡器,要输出多少个频率点,就需要多少个晶体实现。频率的切换由人工完成,频率的准确度和稳定度主要由晶体来决定,与电路基本上无关。随后又出现了非相干合成法,虽然非相干合成法也使用晶体,但是它利用少数晶体产生多种频率,与早期的合成法相比,降低了成本,提高了合成的频率的稳定性。随着技术的发展,科学家又提出了相干合成法,相干合成法只使用个频率源,进步降低了成本,提高合成频率的稳定性,同时避免了非相干合成法复杂成本高不经济等诸多缺点。最早的相干合成法是直接频率合成。直接频率合成是利用混频倍频分频的方法由参考频率经加减乘除运算直接组合出所要求的频率的频率合成方法。不过......”。
2、“.....这种方法由于频率捷变速度快,相噪低使之在频率合成领域占有重要地位,但因直接式频率合成器杂散多,体积大,研究复杂,成本及功耗也令人不可接受,故该方案已基本被淘汰。在直接频率合成之后出现了间接频率合成。间接频率合成包括模拟间接频率合成。这种方法主要是将相位反馈理论和锁相技术运用于频率合成领域,它的主要代表是锁相环频率合成,被称为第二代频率合成技术。现在最常用的结构是数模混合的锁相环,即数字鉴相器分频器模拟环路滤波和压控振荡器的组成方式,因具有相噪低,杂散抑制好,输出频率高,价格便宜等优点至今仍在频率合成领域占有重要地位。随着数字信号处理理论和超大规模集成电路的发展,在频率合成领域诞生了种革命性的技术,那就是七十年代出现的直接数字合成,它的出现标志着频率合成技术迈进了第三代。年月,和等人首先提出了的概念利用数字方式累加相位,再以相位之和作为地址来查询正弦函数表得到正弦波幅度的离散数字序列......”。
3、“.....由于具有极高的频率分辨率,极快的变频速度,变频相位连续,相噪较低,易于功能扩展和全数字化便于集成等忧点,因此在短短的二十多年里得到了飞速的发展和广泛的应用。频率合成技术的技术指标频率合成技术有着诸多技术指标,这些技术指标决定了频率合成技术的特性及优缺点。下面介绍些频率合成技术的技术指标。频率范围频率合成后生成频率的波动范围,由最小合成频率和最大合成频率决定,合成的频率介于两者之间。频率稳定度频率源在规定的外界条件下,在定的时间年月日内工作频率的相对变化。分辨率频率合成后两相邻相位点之间的间隔,不同要求的频率合成对分辨率的要求差别很大。切换时间从发出频率切换的指令开始,到频率切换完成,并进入允许的相位误差范围所需要的时间,它与频率合成的方式密切相关。的基本原理及性能特点的工作原理直接数字频率合成,简称技术是频率合成领域中的项新技术。的设计思想完全是基于数值计算信号波形的抽样值来实现频率合成的......”。
4、“.....通过改变频率控制字来改变相位累加器的累加速度,然后在固定时钟的控制下取样,取样得到的相位值通过相位幅度转换得到与相位值对应的幅度序列,幅度序列通过数模转换得到模拟形式量化的正弦波输出。图的结构原理图的结构原理图如图。其中相位累加器字长为,控制时钟频率为位相位寄存器转换器波形存储器低通滤波器位加法器相位累加器参考时钟源频率控制字,频率控制字为。直接从相位的概念出发进行频率合成。相位累加器由加法器与累加寄存器级联构成。每来个时钟脉冲,加法器将频率控制字与累加寄存器输出的累加相位数据相加,把相加后的结果送至累加寄存器的数据输入端。累加寄存器将加法器在上个时钟脉冲作用后所产生的新相位数据反馈到加法器的输入端,以使加法器在下个时钟脉冲的作用下继续与频率控制字相加。这样,相位累加器在时钟作用下,不断对频率控制字进行线性相位累加。由此可以看出,相位累加器在每个时钟脉冲输入时,把频率控制字累加次,相位累加器输出的数据就是合成信号的相位......”。
5、“.....的核心就是相位累加器,利用它来产生信号递增的相位信息,整个系统在统的参考时钟下工作,每个时钟周期相位时钟处理模块时钟处理模块完成频率变换功能,将外接晶振时钟,进行了倍频和分频处理,得到的频率,提供给模块。时钟处理模块由两部分构成,部分是由对输入频率进行分频及倍频的变换,另部分是由程序完成的分频器。经过两部分的处理,输出频率变换为使用进行频率变换在其中内嵌了模拟锁相环,专门用于进行时钟管理,可以用做频率综合如分频倍频,也可以用来去时钟抖动修正占空比和移相等处理。中的具有以下主要功能实现频率综合,如分频和倍频等功能用建立在专用模块资源上的来实现分频倍频等操作,比设计者用代码自行设计的分频倍频模块性能要优化得多,可以显著提升分频倍频时钟的指标如偏移,抖动等可编程的环路带宽,根据需要滤除输入参考时钟的时钟抖动,显著提升输出时钟的抖动指标。大带宽的锁定速度快,小带宽的锁定速度慢可编程占空比......”。
6、“.....可编程相移。精确调整输出时钟与参考时钟的相位偏移,从而满足后续逻辑在建立时间和保持时间上的要求具有时钟使能引脚,可以根据需要控制输入时钟的通断。可输出锁定检测信号,当锁定信号变成高电平时,就表示此时已经锁定并且具有稳定输出。本设计完成的锁相环电路符号如图图锁相环电路符号是通过工具进行调用和设置的,图图示了在中设置的倍频因子为,分频因子为。图在中设置的倍频因子和分频因子时序仿真如图图时序仿真五分频器电路五分频器电路符号如图图五分频器电路符号程序如下五分频器时序仿真如图图五分频器时序仿真系统测试与评价根据电路设计思路,画出电原理图,绘出板图,可交付制作板的厂家制作出板。为节省费用,采取开发板与和单片机教学电路板搭接而成。安装完成的硬件电路如图图安装完成的硬件电路输出波形测试调试与测试所用仪器数字万用表示波器函数信号发射器计数器该波形发生器产生波形测试结果如下......”。
7、“.....用对输出信号的实际输出频率进行了测量,而液晶显示的值为实际输入预置值。输出频率的测试数据及误差如表所示。表输出频率的测试数据设置频率实测频率误差频率稳定度测量的数据如表所示表输出频率的频率稳定度测量数据频率初测频率分钟后测量频率频率稳定度表频率稳定度测量的数据误差分析输入误差引起的误差由,其中为输入频率控制字,为相位累加器长。为时钟频率,由晶体振荡器提供,稳定度很高,可忽略的误差,则输出频率主要取决与频率控制字,而是由单片机通过软件实现算法产生的,是以二进制方式传给,因相位累加器字长的限制必定产生误差,所以可以通过增加相位累加器字长减小误差,但不能完全克服。测量误差在测试中,被测正弦信号会不可避免地混入噪声,噪声信号叠加之上,使正弦波的过零点发生偏移,使频率计测量结果出现偏差。评价与展望系统测试指标均达到要求,部分指标超过题目要求输出频率输出频率误差输出信号频率稳定度优于......”。
8、“.....下面列出几条改进建议可使用容量更大速度更快的芯片,增加查找表的深度,提高转换器的精度及速度,这样可以增加输出波形频率范围提高频率分辨率能够采集频率更高的波形,减少波形误差。可以在外部添加个转换器,以实现幅度可调。单片机还可以扩展芯片,与机的口相连,实现实时下载与更新波形。实现真正的智能仪器。这些可以作为后续设计目标,由后续者进行设计以改进。总结经过半年多的设计,终于完成了预定的设计任务,在对便携式波形发生器的研究中,本设计主要工作及成果如下所示分析了频率合成技术的基本问题,介绍了各种传统的频率合成技术。完成了便携式波形发生器的系统硬件电路设计。包括单片机主控制电路与键盘输入液晶显示等外围电路设计。通过硬件编程方式完成了芯片的功能设计。完成了单片机控制系统的软件设计。掌握了电子系统设计的流程,熟悉了各种硬件电路以及软件编程方法深刻理解了最新器件的特性应用及设计流程。熟练使用了各种计算机辅助设计工具完成了设计......”。
9、“.....该波形发生器经过硬件电路设计及仿真调试后,进行了实际电路安装调试,经测试运行可靠,性能稳定,人机接口良好,性价比高。目前,正在考虑做产品化工作。致谢在论文的完成之际,很荣幸能在这里表达我们对所有帮助和关心我的老师和亲人的衷心感谢。首先,我们要感谢我们的指导老师,在毕业设计期间,指导老师倾注了很多时间和精力来指导和帮助,同时,也得到了许多老师和同学们的帮助和支持,才得以使课题完成,在这里并致以深深的感谢。参考文献潘松,黄继业技术实用教程北京科学出版社,张昌凡,龙永红,彭涛可编程逻辑器件及设计技术广州华南工学院出版社,侯伯亨,顾新硬件描述语言与数字逻辑电路设计西安西安电子科技大学出版社,种利用技术实现的变频电源张妞,潘登电子设计应用直接数字式频率合成器的频谱特性及改善方法蒋兴才,廖湘平通信对抗直接数字频率合成器高纯频谱频率源的研究彭清泉电子科技大学硕士论文曾繁泰,陈美金程序设计北京清华大学出版社......”。
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