基于锁相环的数字频率合成器开题报告

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1. 研究目的与意义

频率合成器的应用日益广泛。频率合成器应用于通信、导航、雷达、航空航海、电子战、遥控遥测、仪器仪表、计算机、it行业等各领域中。在通信、雷达和导航等设备中，频率合成器既是发射机的激励信号源，又是接收机的本地振荡器；在电子对抗设备中，它可以作为干扰信号发生器；在测试设备中，可作为标准信号源，因此频率合成器被人们称为许多电子系统的心脏。

频率源是雷达、通信、电子系统实现高性能技术指标的关键部分，许多现代电子设备和系统的功能的实现，都直接依赖于所用的频率源的性能，因此，频率源被人们喻为是众多电子系统的心脏，而当今高性能的频率源都是通过频率合成技术来实现的，因此频率合成器提出了越来越高的要求。

在实际的频率合成技术中，传统的pll在低相位噪声和低杂散方面有其他两种方法所无法比拟的优点，锁相环频率合成器的应用使得无线终端可在基站很小的频率间隔内快速地切换频率和相位，满足频率分辨率高、频率转换时间短、转换时信号相位连续、调频电路频率稳定性高及相对带宽较宽的要求，实现了无线终端在不同基站之间的快速漫游切换。所以研究基于锁相环的数字频率合成合成器具有积极的意义。

2. 国内外研究现状分析

频率合成技术起源于20世纪30年代，根据出现的时间顺序，可将其分为三代。锁相（PPL）频率合成技术为第二代技术，它利用一个或者几个参考频率源，通过谐波发生器混频和分频等产生大量的谐波或组合频率，然后用锁相环，把压控振荡器的频率锁定在某一谐波或组合频率上，由压控振荡器间接产生所需频率输出。锁相环是自动频率控制和自动相位控制技术的融合。人们对锁相环的最早研究始于20世纪30年代，其在数学理论方面的原理，30年代无线电技术发展的初期就己出现。1930年建立了同步控制理论的基础，1932年法国工程师贝尔赛什(Bellescize)发表了锁相环路的数学描述和同步检波论。集成电路技术出现后，直到1965年左右，随着半导体技术的发展，第一块锁相环芯片出现之后，锁相环才作为一个低成本的多功能组件开始大量应用各种领域。

频率合成器是电子系统的关键设备，频率合成技术经历了三代的发展过程，并朝着数字程控化、频率间隔细微化、频率转换的高速化的方向发展。 现在随着通信行中对低成本、低功耗、大带宽、高数据传输速率的需求，集成电路不断朝着高集成度、低功耗的方向发展。低功耗、高工作频率、低电压的锁相环设计中，主要的挑战是设计合适的压控振荡器和高频率的分频器，针对这方面的研究，设计师们不断提出不同的技术，如压控振荡器和分频器由原来的串接改为堆叠结构、DH-PLL结构等，随着设计人员的不断努力，锁相坏的性能不断提高，现在已经有工作频率达50GHz的锁相环，同时也在通信和航空航天等领域中发挥着越来越重要的作用。

3. 研究的基本内容与计划

该频率合成器由以下几部分构成：

1.振荡源部分，提供频率合成器的输入频率。

2.锁相环部分，实现对频率的捕捉及锁定。

4. 研究创新点

1、基于单片机，能够从键盘输入，智能设置分频系数N，输出想要输出的频率。

2、能够通过液晶，显示出输出频率的大小。