第10章 信号发生器.ppt

为了使AD9851完成频率和相位的控制，需要向AD9851输入频率/相位控制字。 AD9851有32位频率控制字，5位相位调制字，1位6倍参考时钟、倍乘器使能控制，1位工作方式控制，1位电源休眠功能控制，共40位。 内部的数据输入寄存器是5个8位的寄存器，因此需要分5次存储来自外部8位数据总线的频率/相位控制字。 下面了解40位的频率/相位控制字各位的功能。 二、 AD9851频率/相位的控制  例如，如果要求AD9851满足如下技术条件：6倍参考时钟倍乘器工作；初相位置于11.25°；选择非掉电方式；输出信号频率为10MHz；AD9851的外部参考时钟频率为30MHz。 根据上表及输出频率和相位计算公式,可知控制数据应为: W0 W1 W2 W3 W4。 4. 混频锁相环 能对输入频率进行加、减运算的锁相环叫混频锁相环，简称混频环。它是在基本锁相环支路中加入混频器 M和 带通滤波器 BPF 形成的。 如果混频器是差频式，则 fi1 = fo- fi2，即输出频率为 fo = fi1 + fi2； 如果混频器是和频式，则 fi1 = fo+fi2 ，即输出频率为 fo = fi1 - fi2 。 混频环在频率合成器中可用来提供频率连续可调的输出信号。 设晶体振荡器的输出频率 fi1 = 2000KHz；内插振荡器的输出频率 fi2 =50～60KHz；混频器是差频式。则合成后的输出频率fo = 2050～2060KHz连续可调。 内插振荡器一般采用LC振荡器，其频率稳定度较低，但混频环输出频率的稳定度仍能维持在输出频率稳定度的量级上 设晶体振荡器的频率稳定度为1×10-6/日，即△fi1 =2Hz/d，内插振荡器频率稳定度为1×10-4/日，即△fi2=6Hz/日。因为 fo= fi1 + fi2，根据误差公式，得△fo =△fi1 + △fi2 ，则输出频率稳定度为△fo/ fo ≈4×10-6/日，仍与基准频率的稳定度在同一量级。 可见，利用混频环，不仅能实现10KHz范围内的连续调节，而且fo 的频率稳定度仍可保持与晶振频率稳定度在同一量级。 单个锁相环很难覆盖较宽的频率范围。实际的合成信号发生器往往通过多种锁相环组合而成。 5. 组合式锁相环 一个由混频环和倍频环组成的双环合成单元，如图所示： 由倍频环可得fo1 = N fi1， 由混频环可得fo2 = fo1 + fi2 ， 则fo2 = N fi1 + fi2 调谐VCO2使倍频环锁定在N fi1上，能够实现在很宽范围内的点频覆盖； 调谐内插振荡器的输出频率，可以实现相邻两个点频之间频率的连续可调。 若要实现在该频率范围内连续可调，只需设计使混频环中的内插振荡器输出频率fi2在100～110 KHz之间连续可调，就可以把fi2 的10KHz连续可调范围“插入”到N fi1的每两个相邻锁定点的间隔频率之间，实现fo2在3100～5110 KHz的连续可调。 例如，若要求fo2 = 4235.5 KHz， 第一步，调节VCO2，使之锁定在4130KHz（N=413）， 第二步，调节内插震荡器，使其输出频率fi2=105.5 KHz，则通过混频环最后可合成 fo2 = 4130+105.5 = 4235.5KHz。 例如，若fi1 = 10KHz，N = 300～500，则倍频环输出范围为3000～5000KHz，间隔为10KHz，共201个点频。 目前，带有锁相环的频率合成器无论在理论上或是在制作上都已达到成熟阶段，而且实现了集成化。 集成化的锁相环器件分为专用的集成锁相环电路（定制LIC）和通用型集成锁相环。在生产数量少、品种多的设备中，设计人员经常选择通用型集成锁相环。 10.2.2 通用型集成锁相环频率合成器 该系列芯片有CD4046、74HC/74VHC4046、74VHC9046多种类型，它们内部构成、引脚配置及性能稍有不同， 例如，CD4046的最高频率约1MHz，而74HC4046约为10MHz。另外，不同公司的同一类型芯片其性能也可能有差别。 一、74HC 4046 集成锁相环 7.2.2 通用型集成锁相环频率合成器 它由一个线性VCO和