GPS秒脉冲同步数字锁相频率源研究

发布时间：2017-04-17 09:12

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【摘要】：随着电子技术和通信技术的飞速发展,同步时钟信号的需求越来越广泛,同时对同步信号的精度要求也越来越高。本文以同步广播技术为研究背景,设计了一种基于GPS秒脉冲信号的同步数字锁相频率源系统。 本文首先研究了频率合成技术的原理与发展背景,以及GPS系统的发展历程,最后选用能直接锁定GPS秒脉冲信号的DPLL芯片AD9548作为核心芯片,结合GPS OEM板输出的GPS秒脉冲信号完成同步信号的合成,并以FPGA作为控制芯片,完成对AD9548芯片的功能配置。本系统主要由FPGA控制芯片、AD9548芯片、GPS OEM板以及串口通讯模块、滤波电路等构成。 基于FPGA实现的SPI数据传输可以正确配置AD9548芯片,GPS OEM板从GPS天线接收到的GPS信号中获得GPS秒脉冲,并将GPS秒脉冲输送给AD9548芯片作为输入参考信号,AD9548芯片通过对GPS秒脉冲信号的锁定从而实现同步信号的输出。 利用FPGA与上位PC机的UART串口通讯,实现AD9548芯片输出信号的频率热切换,并将输出信号经过放大回路实现信号的放大输出,从而为需要同步频率信号的设备提供稳定的数字频率源信号。
【关键词】：数字锁相环 直接数字频率合成 FPGA 同步信号
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目录5-7
• 1 绪论7-12
• 1.1 课题背景7
• 1.2 频率合成技术简介7-9
• 1.3 GPS系统介绍9-10
• 1.4 本论文的主要研究内容10-12
• 2 数字锁相技术12-22
• 2.1 锁相环原理12-14
• 2.2 数字锁相环14-15
• 2.3 DDS原理15-21
• 2.3.1 DDS基本工作原理15-17
• 2.3.2 DDS基本结构17-18
• 2.3.3 DDS信号频谱分析18-20
• 2.3.4 DDS技术的特点20-21
• 2.4 本章总结21-22
• 3 硬件设计22-31
• 3.1 硬件整体系统设计介绍22
• 3.2 电源模块设计22-26
• 3.2.1 FPGA模块电源设计24-25
• 3.2.2 AD9548模块电源设计25-26
• 3.2.3 其他部分电源设计26
• 3.3 FPGA模块设计26-28
• 3.4 AD9548芯片模块设计28-29
• 3.5 GPS模块设计29-30
• 3.6 本章总结30-31
• 4 同步数字频率源的设计与实现31-59
• 4.1 AD9548芯片介绍31-47
• 4.1.1 系统时钟介绍32-34
• 4.1.2 输入参考信号34-38
• 4.1.3 数字锁相环(DPLL)38-43
• 4.1.4 信号分配43-47
• 4.2 AD9548驱动设计47-58
• 4.2.1 AD9548通讯协议介绍47-49
• 4.2.2 基于FPGA的AD9548芯片的驱动设计49-51
• 4.2.3 AD9548芯片寄存器配置51-58
• 4.3 本章总结58-59
• 5 上位机控制频率转换59-64
• 5.1 上位PC机与FPGA的UART传输59-61
• 5.2 FPGA处理频率控制信号61-63
• 5.3 本章总结63-64
• 6 论文总结64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：312889