基于FPGA的数字锁相环与直接数字频率合成器设计与实现

发布时间：2019-09-28 11:02

【摘要】：频率综合器是许多电子系统的核心部件,被广泛应用于现代电子系统中。而频率合成器的性能则决定了这些电子设备的很多功能实现。所以,以提高频率综合器频谱纯度、频率转换时间、频率分辨率等指标为要求的研究和应用,具有极高的现实意义和工程应用价值。飞加法器(FA)频率合成方法属于一种直接频率合成方法,不同于传统的DDFS使用单一的外部参考时钟,它使用多相输入时钟;且其输出为方波信号而非传统DDFS输出的正弦信号。同时FA能够较好的解决捷变频和高频率分辨率指标的问题。本文首先介绍了频率合成的基本概念、主要性能指标以及常用的几种频率合成技术并就几种典型技术的优缺点展开分析,为本文提供了理论铺垫。然后给出了飞加法器以及数字锁相环的模型,并就每个模块的功能和原理进行了介绍。其中重点分析了飞加法器输出波形、频率与多相时钟个数、寄存器位数和频率控制字之间的关系;提出了飞加法器与锁相环相结合的两种方式,并将飞加法器置于锁相环外作为分频器使用的情况在simulink中建立了仿真模型。通过对上述情况下输出信号的波形和频谱杂散的特性规律的研究并结合典型频率控制字的系统仿真,初步寻找到了一种可以规避方波输出占空比不恒定的方法。最后用Verilog对FAPLL进行实现,并在FPGA硬件环境中进行了功能仿真和板级测试,获得了频谱纯度较好的方波输出信号。为今后DDFS+FAPLL建立正确有效的低杂散、相位噪声的捷变频宽覆盖混合频率合成配置方法做了相应的准备工作。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN911.8;TN741

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本文编号：2543287