短波段頻率合成器的設(shè)計(jì)與調(diào)試

摘要：設(shè)計(jì)了基于鎖相環(huán)的短波段正弦信號(hào)合成器，其工作原理為原始的正弦波輸出信號(hào)由壓控振蕩器產(chǎn)生，經(jīng)芯片分頻輸出一個(gè)低頻方波信號(hào)，參考信號(hào)采用Q值較高的晶體產(chǎn)生，然后輸出到芯片的分頻，在芯片內(nèi)部輸出一個(gè)低頻方波信號(hào)，兩路低頻方波信號(hào)同時(shí)由芯片內(nèi)部的數(shù)字鑒相器進(jìn)行比相，輸出一個(gè)反映相位誤差值的雙路差分電壓信號(hào)到有源環(huán)路低通濾波器，經(jīng)它濾波形成近似直流的信號(hào)，控制壓控振蕩器的變?nèi)莨芊聪嗥秒妷簛?lái)調(diào)整振蕩頻率。仿真結(jié)果達(dá)到預(yù)期要求。
關(guān)鍵詞：無(wú)線電；短波；鎖相環(huán)；頻率合成

0 引言
鎖相環(huán)自20世紀(jì)30年代發(fā)明后，已經(jīng)成為通信、雷達(dá)、儀器儀表、高速計(jì)算機(jī)及導(dǎo)航系統(tǒng)的不可或缺的關(guān)鍵部件。鎖相環(huán)路是一種以消除頻率誤差為目的的相位誤差反饋控制電路。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，具有高穩(wěn)定性和高準(zhǔn)確度的頻率源的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本系統(tǒng)基于鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)短波段正弦信號(hào)的生成，其工作原理為，原始的正弦波輸出信號(hào)由壓控振蕩器產(chǎn)生，經(jīng)LM504雙模前置分頻器進(jìn)行預(yù)分頻，再經(jīng)MC145152芯片的A和N計(jì)數(shù)器進(jìn)一步分頻，在芯片內(nèi)部輸出一個(gè)低頻方波信號(hào)；參考信號(hào)采用Q值較高的晶體產(chǎn)生，然后輸出到MC145152芯片的R計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)并進(jìn)一步分頻，也在芯片內(nèi)部輸出一個(gè)低頻方波信號(hào)；兩路低頻方波信號(hào)同時(shí)送到MC145152芯片內(nèi)部的數(shù)字鑒相器進(jìn)行比相，輸出一個(gè)反映相位誤差值的雙路差分電壓信號(hào)到基于運(yùn)放LM358的有源環(huán)路低通濾波器，經(jīng)其濾波形成近似直流的信號(hào)，去控制壓控振蕩器的變?nèi)莨芊聪嗥秒妷簛?lái)調(diào)整振蕩頻率，以保持參與鑒相的兩路信號(hào)相位同步，并使頻率誤差降低到零，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)頻差的頻率跟蹤和相位跟蹤。

1 原理與方案
1．1 系統(tǒng)組成及原理
短波段頻率合成器系統(tǒng)組成如圖1所示。將分別來(lái)自壓控振蕩器和雙模前置分頻器的輸出信號(hào)同時(shí)施加到A和N計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)分頻。輸入并行碼DA0～DA5，DN0～DN9通過(guò)緩沖電路分別控制該兩計(jì)數(shù)器的分頻比，由于分頻比N>A，因而A計(jì)數(shù)器先計(jì)滿(mǎn)，輸出脈沖C使雙模控制邏輯MC從0變?yōu)?。N計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)直到計(jì)滿(mǎn)，輸出脈沖B將MC重置為0狀態(tài)，并將兩計(jì)數(shù)器同時(shí)復(fù)零，以等待下一循環(huán)。