频率源综述

频率源综述

在变频器进行频率变换时,需要有微波频率源给混频器提供本振信号，才能得到所希望的频率。因此，在卫星地球站微波设备中，微波频率源成了很重要的组成部分。

1、概述

卫星通信，尤其是数字卫星通信对变频器的本振源提出了较高的要求，如较高的频率稳定度、高的频谱纯度、较低的相位噪声、满足要求的输出电平、方便的多频率输出转换等。为此，变频器通常都采用微波锁相振荡器和微波合成器作为本振频率源。

锁相振荡器一般用作固定频率的本振源。如上变频器中，二次变频方式中的第一本振，三次变频方式中的第一、二本振等。微波锁相振荡器（设计成压控振荡器）的输出频率的谐波上，从而使微波振荡器的频率稳定度达到与基准频率信号同一水平上，同时利用锁相环路的滤波特性使标准晶振输出信号受噪声影响形成的宽带相位噪声得到较好的滤波。因此，锁相振荡器是一种既有良好频率稳定度，又有良好相位噪声特性的微波频率源。

锁相振荡器因电路所用锁相环的特点，分为三种基本类型：混频锁相源、分频锁相源和取样锁相源。混频锁相方式的主要特点是低频鉴相、高频锁相，技术上比较简单，较易实现，但构成繁锁，体积较大，易出现故障。分频锁相方式也是低频鉴相、高频锁相，但锁相环路中的直流放大器存在零点飘移问题，加上分频器引起的问题，但取样锁相环具有灵活性大、寄生输出小的特点，且方案构成简单，便于设备的小型化和单元化。在地球站设备中应用最多的是取样锁相振荡器。

在地球站中，把输出多频率点（多波道）的微波本振源称作微波频率合成器是一种将高精确度、高频率稳定度（如基准晶振产生）的标准频率经过直接或间接频率的加、减、乘、除运算，产生出多个与标准频率有相同稳定度和准确度的离散频率输出的技术。由频率合成技术制成的频率合成吕是一促性能优良的多频率产生设备，它可以提供稳定的、频率间隔为任意的离散频率。目前，地球站设备中都毫无例外地采用微波频率合成器作为本振频率源。

2、微波频率合成器的种类

微波频率合成的基本方式有两种：直接式和间接式。直接式频率合成具有转换波道快的特点，但频率的四则运算是采用混频、倍频、分频等技术，因而在工作过程中会产生大量的谐波，需用滤波器来抑制，故设备结构复杂，成本和体积增加。同时，高次倍频还会造成输出信噪比变坏。因此，直接式频率合成器的地球站中很少采用。

间接式频率合成是运用锁相技术与数字分频等技术结合对频率进行四则运算，谐波分量是利用锁相环路的窄带滤波特性加以滤除而不采用滤波器，从而使频率合成器结构简单，造价低，并具有良好的低相位噪声特性，因而被地球站所普遍使用。

间接式频率合成器的方案很多，卫星通信地球站所采用的主要有混频锁相式、取样锁相式和数字分频锁相式三种。

1）、混频锁相式微波频率合成器

图1是某地球站所用的一种混频锁相式微波频率合成器构成方框图。其特点是微波锁相环路中采用了两次混频，低频（20MHz ）鉴相、高频（微波）锁相。在第二混频中使用了一个参考数字频率合成器（115~155MHz ）进行输出波道选择。对于5855~6355MHz 的输出范围，以125kHz 为频率间隔，共有4000个频点。

Hz

81M Hz

图（1）、混频锁相式微波频率合成器的方框图

2）、取样锁相式微波频率合成器

取样锁相式微波频率合成器是在固定参考频率的取样锁相源中，用基准频率

合成器取代单一基准频率的晶振或用若干块晶体构成多波道参考晶振源，构成多

MHz

图（2）、取样锁相式微波频率合成器方框图

波道微波频率合成器。图2为某移动式地球站所用的微波频率合成器方案，其基

准频率为101.136～112.5MHz ，在4450～4950MHz 的间隔输出500个频率点。

3）、数字分频锁相式微波频率合成器

数字式频率合成器的特征是，在锁相环路中插入可变数字分频器，把压控振荡器频率分频N 次后与基准频率进行鉴相，并采用数字控制部件来改变分频比N ，从而得到不同的频率输出。其基本方框图如图3所示。其中可变频器的分

频比N 是受控制电路控制的（称程序分频器），在置定某一N 值后，当环路锁定时，该频率合成器的输出有如下关系：r Nf f =0。

频率合成器的所有可能N 的个数即为合成器输出总的频率点数（信道总数），而频率间隔即为r f 。

MHz 5图（3）、SCPC 设备上变频SHF 频率合成器方框图

MHz

MHz 5

图（4）、SCPC 设备下变频SHF 频率合成器方框图

数字式频率合成器有其独特的优点，它是目前地球站微波频率源中应用最多的一种。在数字分频锁相式频率合成器中，压控振荡器的频率通常在微波频段，

而参考频率r f 取决于频率间隔，其数值较小（通常不超过5MHz ），因而分频器的分频系数N 很大，要求分频器（通常采用数字程序分频器）的工作速度极高，为降低分频器的工作频率，常在分频前插入混频器。图3、图4所示分别为C 波段数字SCPC 地球设备中上、下变频器的高本振－SHF 频率合成器方框图。

4）、数字微波频率合成器的特点

数字式频率合成器上锁相式频率合成器的一种特殊类型，因此它具备锁相环特有良好的窄带跟踪滤波特性，对输入信号的寄生干扰具有较强抑制能力，同时它兼有标准晶振的频率长稳度高和压控振荡器频率短稳度高的优点。与混频锁相式或取样锁相高，不易错锁以及选择或改换波道方便等优点。

(完整word版)信号发生器的发展过程及现状

信号发生器的发展过程及现状 1信号发生器的发展 信号发生器是一种常用的信号源，广泛应用于电子电路、自动控制和科学试验等领域。它是一种为电子测量和计量工作提供符合严格技术要求的电信号设备。因此，信号发生器和示波器、电压表、频率计等仪器一样是最普通、最基本的，也是应用最广泛的电子仪器之一，几乎所有的电参量的测量都需要用到信号发生器。 自六十年代以来，信号发生器有了迅速的发展，出现了函数发生器、扫频信 号发生器、合成信号发生器、程控信号发生器等新种类。各类信号发生器的主要 性能指标也都有了大幅度的提高，同时在简化机械结构、小型化、多功能等各方 面也有了显著的进展。 近年来随着GSM、GPRS、3G、B1ueTooth乃至己经被提出的标准的4G等移动通信以及LMDS、无线本地环路等无线接入的发展，同时加上合成孔径雷达、多普勒冲雷达等现代军事、国防、航空航天等在科技上的不断创新与进步，世界各国非常重视频率合成器的发展。所有的这些社会需求以及微电子技术、计算机技术、信号处理技术等本身的不断进步都极大刺激了频率合成器技术的发展。可以预料，随着低价格、高时钟频率、高性能的新一代DDS芯片的问世，DDS的应用前景将不可估量！ 2 频率合成技术发展过程 频率合成技术起源于二十世纪30年代，至今己有六十多年的历史。所谓频率合成就是将具有低相位噪声、高精度和高稳定度等综合指标的参考频率源经过电路上的混频、倍频或分频等信号处理以便对其进行数学意义上的加、减、乘、除等四则运算，从而产生大量具有同样精确度的频率源。实现频率合成的电路叫频率合成器，频率合成器是现代电子系统的重要组成部分。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”。 直接数字频率合成(DDS: Digital Direct Frequency Synthesis)E2]技术是一种新频率合成方法，是频率合成技术的一次革命，Joseph Tierney等3人于1971年提了直接数字频率合成的思想，但由于受当时微电子技术和数字信号处理技术的限制，DDS技术没有受到足够重视，随着电子工程领域的实际需要以及数字集成电路和微电子技术的发展，DDS技术日益显露出它的优越性。 3 直接频率合成技术的现状 直接数字频率合成技术发展到现在，合成信号频率的精确度和频谱的纯度仍然是其今后发展的主要方向。而这方而性能指标的提高，可以从两个方而进行，一是提出更加先进的设计思想和设计理论，发展更加先进的生产工艺，由芯片厂家开发、生产出性能更完善的DDS芯片;二是对于已有成品的DDS芯片，设计

基于FPGA的DDS信号发生器的研究之文献综述

基于FPGA的DDS信号发生器的研究之文献综述 摘要：信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器的实现方法通常是采用分立元件或单片专用集成芯片，但其频率不高，稳定性较差，且不易调试，开 发和使用上都受到较大限制。随着可编程逻辑器件(FPGA)的不断发展， 直接频率合成(DDS)技术应用的愈加成熟，利用DDS原理在FPGA平台上 开发高性能的多种波形信号发生器与基于DDS芯片的信号发生器相比，成本更低，操作更加灵活，而且还能根据要求在线更新配置，系统开发趋于软件化、自定义化。 关键词：FPGA 、DDS、信号发生器 1．概述 频率检测是电子测量领域的最基本也是最重要的测量之一，频率信号抗干扰强，易于传输，可以获得较高的测量精度，所以频率方法的研究越来越受到重视[1]。在频率合成领域中,直接数字合成(Direct Digital Synthesizer，简称：DDS)是近年来新的技术, 它从相位的角度出发直接合成所需波形。它是由美国人 J.Tierncy首先提出来的,是一种以数字信号处理理论为基础,从相位概念出发直接合成所需波形的一种新的全数字技术的频率合成方法[2]。其主要优点有：频率捷变速度快、频率分辨率高、输出相位连续、可编程、全数字化便于集成等，目前使用最广泛的一种DDS频率合成方式是利用高速存储器将正弦波的M个样品存 在其中，然后以查找的方式按均匀的速率把这些样品输入到高速数模转换器，变成所设定频率的正弦波信号[3]。一个典型的直接数字频率合成器应该包含一个正弦波样品的RAM。在限定相位跳跃的频率设置字的控制方式下来搜寻这些样本。一个典型的频率设置字是32位宽，但48位合成器在较高的频率分辨率也可使用。一个相位累加器产生连续的正弦查找表的地址，并生成一个数字正弦波输出。

基于单片机的多功能数字电子钟文献综述

基于单片机的多功能数字电子钟文献综述 ：本文首先介绍了时钟的发展史，接着介绍了数字电子钟在生活中的重要性。并进一步的介绍了基于单片机的数字电子钟的原理，以及此类产品的市场前景。 关键词：单片机、数字电子钟、多功能 1.前言从古至今，时间一直是个被学者们所探讨的永恒不变的话题。而为了描述时间，许多计时仪器也就此诞生。东汉张衡制造漏水转浑天仪，用齿轮系统把浑象和计时漏壶联结起来，漏壶滴水推动浑象均匀地旋转，一天刚好转一周，这是最早出现的机械钟。北宋元祜三年(1088)苏颂和韩公廉等创制水运仪象台，已运用了擒纵机构。 公元1300年以前，人类主要是利用天文现象和流动物质的连续运动来计时。1500～1510年，德国的亨莱思首先用钢发条代替重锤，创造了用冕状轮擒纵机构的小型机械钟，1582年前后，意大利的伽利略发明了重力摆；1660年英国的胡克发明游丝，并用后退式擒纵机构代替了冕状轮擒纵机构；1695年，英国的汤姆平发明工字轮擒纵机构；1715年，英国的格雷厄姆又发明了静止式擒纵机构，弥补了后退式擒纵机构的不足，为发展精密机械钟表打下了基础；1765年，英国的马奇发明自由锚式擒纵机构，即现代叉瓦式擒纵机构的前身；18～19世纪，钟表制造业已逐步实现工业化生产，并达到相当高的水平。 20世纪，随着电子工业的迅速发展，电池驱动钟、交流电钟、电机械表、指针式石英电子钟表、数字式石英电子钟表相继问世，而如今出现的多功能电子钟，是采用数字电路实现对时,分,秒数字显示的计时装置,目前广泛用于个人家庭,车站,码头办公室等公共场所,它的作用已不仅仅是用于计时，其丰富的功能，以及人性化的设计，为我们日常生活带来诸多的便利，成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,运行超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 2.单片机电子钟原理数字钟是一个将“时”，“分”，“秒”显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外具有秒表、显示室温、显示日期以及世界时等附加功能。因此，一个数字钟电路主要由译码显示器、“时”，“分”，“秒”，“星期”计数器、校时电路、报时电路、振荡器和温度传感器组成。 主电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒、星期”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。 3秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。 “分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。 “时计数器”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。每累计24小时，发出一个“星期脉冲”信号，该信号将被送到“星期计数器”，“星期计数器”采用7进制计时器，可实现对一周7天的累计。 译码显示电路将“时”、“分”、“秒”、“星期”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码，通过七位LED七段显示器显示出来。 整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音

短距离无线通讯(芯片)技术概述

短距离无线通讯（芯片）技术概述 一、各种短距离无线通信使用范围与特性比较 无线化是控制领域发展的趋势，尤其是工作于ISM频段的短距离无线通信得到了广泛的应用，各种短距离无线通信都有各自合适的使用范围，本文简介几种常见的无线通讯技术。 关键字：短距离无线通信，红外技术，蓝牙技术，802.11b，无线收发 工业应用中，现阶段基本上都是以有线的方式进行连接，实现各种控制功能。各种总线技术，局域网技术等有线网络的使用的确给人们的生产和生活带来了便利，改变了我们的生活，对社会的发展起到了极大的推动作用。有线网络速度快，数据流量大，可靠性强，对于基本固定的设备来说无疑是比较理想的选择，的确在实际应用中也达到了比较满意的效果。但随着射频技术、集成电路技术的发展，无线通信功能的实现越来越容易，数据传输速度也越来越快，并且逐渐达到可以和有线网络相媲美的水平。而同时有线网络布线麻烦，线路故障难以检查，设备重新布局就要重新布线，且不能随意移动等缺点越发突出。在向往自由和希望随时随地进行通信的今天，人们把目光转向了无线通信方式，尤其是一些机动性要求较强的设备，或人们不方便随时到达现场的条件下。因此出现一些典型的无线应用，如：无线智能家居，无线抄表，无线点菜，无线数据

采集，无线设备管理和监控，汽车仪表数据的无线读取等等。1．几种无线通信方式的简介 生产和生活中的控制应用往往是限定到一定地域范围内，比如：主机设备和周边设备的互联互通，智能家居房间内的电器控制，餐厅或饭店内的无线点菜系统，厂房内生产设备的管理和监控等0～200米的范围内，本文着重探讨短距离无线通信实用技术，主要有：红外技术，蓝牙技术，802.11b无线局域网标准技术，微功率短距离无线通信技术，现简介如下： 1.1 红外技术 红外通信技术采用人眼看不到的红外光传输信息，是使用最广泛的无线技术，它利用红外光的通断表示计算机中的0-1逻辑，通常有效作用半径2米，发射角一般不超过20度，传统速度可达4 Mbit/s，1995年IrDA（InfraRed Data Association）将通信速率扩展到的高达16Mbit/s ，红外技术采用点到点的连接方式，具有方向性，数据传输干扰少，速度快，保密性强，价格便宜，因此广泛应用于各种遥控器，笔记本电脑，PDA，移动电话等移动设备，但红外技术只限于两台设备通讯，无法灵活构成网络，而且红外技术只是一种视距传输技术，传输数据时两个设备之间不能有阻挡物，有效距离小，且无法用于边移动边使用的设备。 1.2 蓝牙技术 蓝牙技术是一种短距离无线通信技术，它采用无线电射频技术实现设备之间的无线互连，有穿透能力，能够全方位传送，主要面对

频率合成技术

频率合成技术 一、频率合成技术简述 频率合成技术起步于上世纪30年代，至今已有七十年的历史。其原理是通过一个或多个参考信号源的线性运算，在某一频段内，产生多个离散频率点。基于此原理制成的频率源称为频率合成器。 频率合成器是现代电子系统的重要组成部分，是决定整个电子系统系统性能的关键设备，不仅在通信、雷达、电子对抗等军事领域，更在广播电视、遥控遥测、仪器仪表等民用领域得到了广泛的应用。随着电子技术在各领域内占有越来越重要的地位，现代雷达和精确制导等高精尖电子系统对频率合成器的各项指标提出了越来越高的要求，推动了频率合成技术的发展。 频率合成器的主要性能指标包括： (1).输出频率范围，是频率合成器输出的最低频率和最高频率之间的变化范围。一般来说，输出的带宽越高越容易满足系统对于频率源的需求。 (2).频率分辨率，是输出频率两个相邻频率点之间的最小间隔。作为标准信号源的频率合成器，频率分辨率越精细越好。 (3).频率切换时间，是输出频率由一个频率切换到另一个指定的频率的时间，电子对抗时的频率跳变对此有着极高的要求。 (4).频谱纯度，频谱的噪声包括杂散分量和相位噪声两方面，杂散又称为寄生信号，主要由频率合成过程中的非线性失真产生；相位噪声是衡量输出信号相位抖动大小的参数。 (5).频率稳定度，是指在规定的时间间隔内，频率合成器输出频率偏离指定值的数值，由作为参考信号源的时钟和各种随机噪声决定。 (6).调制性能，频率合成器是否具有调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM)功能。 初期的频率合成技术采用一组晶体组成的晶体振荡器，输出频率点由晶体个数决定，频率准确度和稳定度由晶体性能决定，频率切换由人工手动完成。随着时间的推移，频率合成技术理论的完善和微电子技术的发展，后来的科学家不断的提出了若干频率合成方法，现代的频率合成技术主要经历了三个阶段：直接模拟频率合成、间接频率合成和直接数字频率合成。 直接模拟频率合成(Direct Frequency Synthesis,DS)技术也是一种早期的频率

电磁场与微波技术

电磁场与微波技术 080904 （一级学科：电子科学与技术） 本学科是电子科学与技术一级学科下属的二级学科，是1990年由国务院学位办批准的博士学位授予点，同时承担接收博士后研究人员的任务，2003年被批准为国防科工委委级重点学科点。本学科专业内容涉及电磁场理论、微波毫米波技术及其应用，主要领域包括电磁波的产生、传播、辐射、散射的理论和技术，微波和毫米波电路系统的理论、分析、仿真、设计及应用，以及环境电磁学、光电子学、电磁兼容等交叉学科内容。多年来在多种军事和国民经济应用的推动下，本学科在天线理论与技术、电磁散射与逆散射、电磁隐身技术、微波毫米波理论与技术、光电子技术、电磁兼容、计算电磁学与电磁仿真技术、微波毫米波系统工程与集成应用等方面的研究形成了鲜明的特色，取得了显著成果。其主要研究方向有： 1.计算电磁学及其应用：设计、研究、开发高精度、高效率电磁计算算法；研究高效精确电磁计算算法在目标特性、微波成像及遥感、电磁环境预测、天线分析和设计等方面的应用。 2.微波/毫米波电路设计理论与技术：研究有源元器件与电路模型、与微电子、微机械工艺相关的材料器件等模型的建立及参数提取；研究低相噪频率源技术，微波/毫米波单片集成电路设计，基于微机械（MEMS）的微波/毫米波开关、移相器和滤波器设计。 3.电磁波与物质的相互作用：研究电磁散射和逆散射算法，军事装备目标特性测试技术，隐身目标测试技术，目标散射中心三维成像技术；研究轻质、宽频、自适应智能隐身材料。 4.微波/毫米波系统理论与集成应用技术：设计、研究、开发特殊环境下的微波/毫米波系统；研究微波/毫米波测试技术；研究天线设计理论与技术。 一、培养目标 掌握坚实的电磁场与微波技术以及相应学科的基础理论，具有系统的专门知识，熟练应用计算机，掌握相应的实验技术，掌握一门外国语，学风端正，具备独立从事科学研究工作和独立担负专门技术工作的能力，能胜任科研、生产单位和高等院校的研究、开发、教学或管理等工作。 二、课程设置

多功能数字钟(课程设计版)

题目: 多功能数字钟电路设计 器材：74LS390，74LS48，数码显示器BS202， 74LS00 3片，74LS04，74LS08，电容，开关，蜂鸣器，电阻,导线 要求完成的主要任务: 用中、小规模集成电路设计一台能显示日、时、分秒的数字电子钟，要求如下： 1.由晶振电路产生1HZ标准秒信号。 2.秒、分为00-59六十进制计数器。 3.时为00-23二十四进制计数器。 4.可手动校正：能分别进行秒、分、时的校正。只要将开关置于手动位置。可分别对秒、分、时进行连续脉冲输入调整。 5.整点报时。整点报时电路要求在每个整点前鸣叫五次低音（500HZ），整点时再鸣叫一次高音（1000HZ）。 时间安排： 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日

索引 摘要 (4) Abstract (4) 1系统原理框图 (6) 2方案设计与论证 (7) 2.1时间脉冲产生电路 (7) 2.2分频器电路 (10) 2.3时间计数器电路 (11) 2.4译码驱动及显示单元电路 (12) 2.5校时电路 (13) 2.6报时电路 (14) 3单元电路的设计 (15) 3.1时间脉冲产生电路的设计 (15) 3.2计数电路的设计 (16) 3.2.1 60进制计数器的设计 (16) 3.2.2 24进制计数器的设计 (16) 3.3 译码及驱动显示电路 (17) 3.4 校时电路的设计 (18)

3.5 报时电路 (19) 3.6电路总图 (21) 4仿真结果及分析 (22) 4.1时钟结果仿真 (22) 4.2 秒钟个位时序图 (22) 4.3报时电路时序图 (23) 4.4测试结果分析 (23) 5心得与体会 (24) 6参考文献 (24) 附录1原件清单 (26) 附录2部分芯片引脚图与功能表 (27)

频率合成技术及其实现

第16卷　第6期V ol.16　N o.6重庆工学院学报 Journal of Chongqing Institute of T echnology 2002年12月 Dec.2002 文章编号:1671—0924(2002)06—0045—05 频率合成技术及其实现 Ξ 张　建　斌 (常州技术师范学院电信系,江苏常州　213001) 摘要:综述了两种频率合成技术的原理、特点、工程设计应注意的问题及各种实现方法。关键 词:频率合成;锁相环;直接数字频率合成;FPG A ;DSP 中图分类号:T N925+16 文献标识码:A 0　引言 高性能频率源是通信、广播、雷达、电子侦察和对抗、精密测量仪器的重要组成部分。现代通信技术的飞速发展对频率源提出了越来越高的要求。性能卓越的频率源均通过频率合成技术来实现。频率合成技术是指将一个高稳定度和高精确度的标准频率经过一定变换,产生同样稳定度和精确度的大量离散频率的技术。按频率合成技术的发展过程,可将频率合成的方法按其型式分为三大类:直接式频率合成器、锁相式频率合成器和直接数字式频率合成器。在直接式频率合成器中,基准信号直接经过混频、分频、倍频、滤波等频率变换,最后产生大量离散频 率的信号。这种方法虽然频率转换时间短、并能产生任意 小数值的频率间隔,但由于其频率范围有限,而更重要的是由于其中采用了大量的混频、分频、倍频、滤波等电路,使频率合成器不仅带来了庞大的体积和重量,耗电多、成本高,而且输出的谐波、噪声及寄生频率多且难以抑制,因而现在已很少使用。 1　频率合成器的原理 1.1　锁相频率合成器[1] 锁相频率合成器基于锁相环(P LL )进行工作,其基本组成如图1所示 : 图1　P LL 的基本组成 图1中,f r 为标准频率,发射系统中为晶体振荡器产生的标准频率信号,接收系统中为收到的标准频率信号。 f 0为锁相环路输出信号的频率。当环路锁定时,则有f 0=Nf r 。因此,通过频率选择开关改变分频比N ,可使压控振 荡器的输出信号频率被控制在不同的频道上,其频道间隔即频率分辨率为f r 。这便是锁相频率合成器的基本工作原理,图1所示也称为单环频率合成器。图1的单环频率合成器存在一些缺陷,以致于难于同时满足合成器在频带宽 度、频率分辨率和频率转换时间等多方面的性能要求。因此,实际常采用多环频率合成器、双模分频频率合成器或小数分频频率合成器等方法来解决这些矛盾。 1.2　直接数字频率合成器(Direct Digital Frequency Synthesis ———DDS )1. 2.1　DDS 的基本原理 直接数字式频率合成技术是根据周期信号的波形特点(一个周期内不同的相位处对应不同的电压幅度)、 Nyquist 取样定律及数字计算技术,把一系列事先对模拟周 Ξ收稿日期:2002-09-03 作者简介:张建斌(1966-),男(汉族),陕西人,副教授,主要从事频率合成、无线通信研究.

智能插座[文献综述]

文献综述 通信工程 智能插座 摘要：家用电器的广泛使用，提高了人们的生活水平，也导致了因家用电器而引起的大量火灾。因此，研制出当家用电器出现安全隐患时能及时切断电源的智能插座，至关重要。为满足智能家居系统的需求，我们需要设计出新型的智能插座，其必须具有智能化、信息化的特点。本文着重介绍一些不同功能的智能插座，以及在智能插座上应用的单片机和芯片。 关键词：智能插座；单片机；功能 1.引言 随着现代科学技术的飞速发展，家用电器及办公设备的技术含量越来越高，生产的成本也越来越低，加之人们收入的提高，他们也就越来越被广泛的使用。在改善人们的生活的同时，也导致了因其而引起的火灾。据公安和消防部门有关资料显示，全国平均每天发生火灾358起，其中电器火灾占30%以上，其主要原因是超负荷、短路、电弧等。事故的发生与家用电器的插座密切相关。因此研制出当家用电器出现安全隐患之时能及时切断电源的智能插座至关重要。 现如今市场的绝大多数出插座都不具备任何智能功能，极少所谓的“智能插座”也只是具备定时通断功能，而无法对非正常状况进行检测与断电控制，不具备真正的智能功能，并且性价比也不高。现有的插座已经不能适应各方面的需要，功能新颖的插座有着强大的市场需求。 2.智能插座的功能及应用 智能插座主要功能具有温度检测、过流过压保护、定时开通、定时关断、自动报警、自动休眠、状态提示等智能功能。也有一些智能插座具有远程通信、避雷等功能。 文献[1]介绍的插座是一种家庭信息采集设备．它具有普通插座的功能能够监测家用电器的工作状态，并能实现网络监测功能．通过其内部通信接口与上位机通信，进一步可以连到互联网上。 文献[2]介绍了一种基于数字功率分配技术的新型智能插座。该插座可以作为电力网络

多功能数字钟实验报告

《多功能数字钟电路的设计、制作》 课程设计报告 班级：(兴) 2008级自动化 姓名：胡荣 学号：2008960623 指导教师：刘勇 2010年11月13日

目录 一、设计目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 二、设计内容及要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 三、总设计原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 四、主要元件及设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 五、单元电路的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 1、数字电子计时器组成原理．．．．．．．．．．．．．．．．．5 2、用74LS160实现12进制计数器．．．．．．．．．．．．．．6 3、校时电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 4、时基电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 六、设计总电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 七、设计结果及其分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 八、设计过程中的问题及解决方案．．．．．．．．．．．．．．．9 九、心得体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 十、附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

多功能数字钟电路设计 一、设计目的 通过课程设计要实现以下两个目标：一、初步掌握电子线路的设计、组装及调试方法。即根据设计要求，查阅文献资料，收集、分析类似电路的性能，并通过组装调试等实践活动，使电路达到性能要求；二、课程设计为后续的毕业设计打好基础。毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计的着眼点是让我们开始从理论学习的轨道上逐渐引向实际方面，运用已学过的分析和设计电路的理论知识，逐步掌握工程设计的步骤和方法，同时，课程设计报告的书写，为今后从事技术工作撰写科技报告和技术资料打下基础。 二、设计内容及要求 1、功能要求： ①基本功能: 以数字形式显示时、分、秒的时间，小时计数器的计时要求为“12翻1”，并要求能手动快校时、快校分或慢校时、慢校分。 ②扩展功能: 定时控制，其时间自定；仿广播电台正点报时—自动报正点时数。 2、设计步骤与要求： ①拟定数字钟电路的组成框图，要求先实现电路的基本功能，后扩展功能，使用的器件少，成本低； ②设计各单元电路，并用Multisim软件仿真； ③在通用电路板上安装电路，只要求显示时分； ④测试数字钟系统的逻辑功能； ⑤写出设计报告。设计报告要求：写出详细地设计过程（含数字钟系统的整机逻辑电路图）、调试步骤、测试结果及心得体会。 三、总设计原理 数字电子钟原理是一个具有计时、校时、报时、显示等基本功能的数字钟主要由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器、校时电路、报时电路等七部分组成。石英晶体振荡器产生的信号经过分频器得到秒脉冲，秒脉冲送入计数器计数，计数结果通过“时”、“分”、“秒”译码器译码，并通过显示器显示时间。 四、主要元件及设备 1、给定的主要器件： 74LS00（4片），74LS160（4片）或74LS161（4片），74LS04（2片），74LS20（2片），74LS48（4片），数码管BS202（4只），555（1片），开关（1个），电阻47k（2个）电容10uF（1个）10nF(1个) 各元件引脚图如下图：

数字钟文献综述

单片微型计算机的诞生是计算机发展史上一个重要的里程碑。近年来，随着单片机档次的不断提高，功能的不断完善，其应用日趋成熟、应用领域日趋广泛，特别是工业测控、尖端武器和日常家用电器等领域更是因为有了单片机而生辉增色，不少设备、仪器已经把单片机作为核心部分。单片机应用技术已经成为一项新的工程应用技术。尤其是Intel公司生产的MCS-51系列单片机，由于其具有集成度高、处理功能强、可靠性高、系统结构简单、价格低廉等优点，在我国得到了广泛的应用，在智能仪器仪表机电一体化等方面取得了令人瞩目的成果。 现在单片机可以说是百花齐放，百家争鸣，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位，16位，到32位，数不胜数，应有尽有由于主流C51兼容的，也有不兼容的，但他们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供了广泛的天地。单片机也被称为“微控制器”、“嵌入式微控制器”、“单片微控制器”，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。这些芯片器件的结构、外部连线及使用方法，在设计系统前必须了解。只有对芯片的内部结构和使用方法都非常了解，才有可能做出好的设计， 在设计数字钟的前期过程中，我阅读了许多有关单片机的书籍与文献，例如哈尔冰工业大学出版社出版的《MCS-51单片机应用设计》，机械工业出版社出版的《单片机控制实训》，华中科技大学出版社出版的《单片机课程设计》，北京电子工业出版社出版的《单片机原理与接口技术》等，使我从中对单片机的原理和系统的设计有了不同程度的学习，同时还让我了解到单片机先进的技术和应用。 在张大明老师编著的《单片机控制实训》中，我了解到MCS-51系列单片机是美国Intel公司在1980年继MCS-48系列8位单片机之后推出的8位单片机，其具有通用性强、体积小、性价比高等优点。单片机的许多新品种都是继承了51系列单片机的技术内核开发出来的，他们与51系列单片机相互兼容，可以互换。目前51系列单片机仍是国内单片机应用及教学领域的主流产品。书中以51系列单片机位控制主体，介绍了51系列单片机片成的基础实操和综合应用，包括C51语言编程的单片机输出控制实操、输入与输出综合控制实操、定时器计数器功能的实操、中断功能的实操、LED点阵模块显示汉字的实操、LCD点阵模块显示汉字的实操，还有单片机控制在各种领域中的综合应用实例，如PC（个

多功能数字钟讲解

课程设计 课程名称 课题名称多功能数字钟 专业 班级 学号 姓名 指导教师 2012年12月3

设计内容与设计要求 一．设计内容： 1、准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间； 2、小时计时要求“24翻1”，分和秒的计时为60 进制。 3、可手动较正:能进行时、分、秒的时间校正，只 要将开关置于手动位置，可对时、分、秒进行 手动脉冲输入调整或连续脉冲输入的校正。 4、整点报时：整点报时电路要求在每个整点前鸣 叫5次低音（500HZ）,整点时再鸣叫1次高音 （1000HZ）。 5、闹铃功能。 二、设计要求： 1、思路清晰，给出整体设计框图和总电路图； 2、单元电路设计，给出具体设计思路和电路； 3、写出设计报告；

主要设计条件 1．提供调试用实验室； 2．提供调试用实验箱和电路所需元件及芯片； 说明书格式 1．课程设计封面； 2．任务书； 3．说明书目录； 4．设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）；5．单元电路设计（各单元电路图）； 6．安装、调试步骤； 7．故障分析与电路改进； 8．总结与体会； 9．附录（元器件清单）； 10．参考文献 11、课程设计成绩评分表

进度安排 第14周星期一:课题内容介绍和查找资料； 星期二:总体电路设计和分电路设计； 星期三:电路仿真,修改方案 星期四:确定设计方案，拟订调试方案,画出调试电 路图,安装电路； 星期五:安装、调试电路； 第15周星期一~二: 安装、调试电路； 星期三：验收电路； 星期四~五:,写设计报告，打印相关图纸； 星期五下午:带调试电路板及设计报告书进行答辩； 整理实验室及其它事情。 参考文献 1、《电子线路设计、实验、测试》（第二版） 华中理工大学出版社谢自美主编 2、《新型集成电路的应用》---------电子技术基础课程设计 华中理工大学出版社梁宗善主编

频率合成器技术发展动态

文章编号:100423365(2004)0420366205 频率合成器技术发展动态 万天才 (模拟集成电路国家重点实验室;中国电子科技集团公司第二十四研究所　西南集成电路设计公司,重庆　400060)　 摘　要:　介绍了频率合成器的种类、技术发展动态;分析比较了国内外频率合成器的发展现状,并对我国频率合成器的发展提出了建议。 关键词:　频率合成器;锁相式频率合成器;锁相环;直接数字频率合成器 中图分类号:　TN43112文献标识码:　A 　 The La test D evelopm en t of Frequency Syn thesizer Technology W AN T ian2cai (N ational L aboratory of A nalog Integ rated C ircu its;S ou thw est Integ rated C ircu it D esig n Co.L td.,S ichuan Institu te of S olid2S tate C ircu its,CE T C,Chong qing400060,P1R1Ch ina) 　 Abstract:　T he variety of frequency syn thesizers is p resen ted,and its techn ical developm en t trend is de2 scribed1T he state2of2the2art of the frequency syn thesizer bo th at hom e and ab road is analyzed and com2 pared1Suggesti on s to developm en t of frequency syn thesizers in Ch ina are pu t fo rw ard1 Key words:　F requency syn thesizer;Phase locked syn thesizer;Phase locked loop;D irect digital syn thesizer EEACC:　1265 　 1　引　言 随着通信、数字电视、卫星定位、航空航天和遥控遥测技术的不断发展,对频率源的频率稳定度、频谱纯度、频率范围和输出频率个数的要求越来越高。为了提高频率稳定度,经常采用晶体振荡器等方法来解决,但它不能满足频率个数多的要求,因此,目前大量采用频率合成技术。通过对频率进行加、减、乘、除运算,可从一个高稳定度和高准确度的标准频率源,产生大量的具有同一稳定度和准确度的不同频率。频率合成器是从一个或多个参考频率中产生多种频率的器件。它是现代通讯系统必不可少的关键电路,广泛应用于数字通信、卫星通信、雷达、导航、航空航天、遥控遥测以及高速仪器仪表等领域。以通信为代表的信息产业是当代发展最快的行业,因此,频率合成器也得到了较快发展,形成了完善的系列品种,市场需求也特别大。 频率合成器的技术复杂度很高,经过了直接合成模拟式频率综合器、锁相式频率综合器、直接数字式频率综合器(DD S)三个发展阶段[123]。目前,在各种无线系统中使用的频率合成器普遍采用锁相式频率合成器,通过CPU控制,可获得不同的频点。锁相式频率合成器含有参考振荡器与分频器、可控分频器、压控振荡器及鉴相器、前置分频器等功能单元。频率合成器的最终发展方向是锁相式频率合成器、双环或多环锁相式频率合成器、DD S频率合成器,以及PLL加DD S混合式频率合成器。因此,锁相式频率合成器和直接数字式频率综合器受到各界关注,并得到迅猛发展。 2　频率合成器种类与技术发展趋势 211　锁相式整数频率合成器 锁相式频率合成器是采用锁相环(PLL)进行频率合成的一种频率合成器。它是目前频率合成器的主流,可分为整数频率合成器和分数频率合成器。在压控振荡器与鉴相器之间的锁相环反馈回路上增加 第34卷第4期2004年8月 微电子学 M icroelectron ics V o l134,№4 A ug12004 收稿日期:2004202210;　定稿日期:2004203212

高速数字混合锁相环频率合成器毕业论文中英文资料对照外文翻译文献综述

中英译文翻译 英文：High Speed Digital Hybrid PLL Frequency Synthesizer 译文：高速数字混合锁相环频率合成器

To get the high-speed, it is necessary to prepare the precise synchronization of the complicated design. In 2001, H. G. Ryu proposed a simplified structure of the DDFS (direct digital frequency synthesizer)-driven PLL for the high switching speed [2]. However, there is a problem that the speed of the whole system is limited by PLL. Y. Fouzar proposed a PLL frequency synthesizer of dual loop configuration using frequency-to-voltage converter (FVC) [3]. It has a fast switching speed by the PD (phase detector), FVC using output signal of VCO and the proposed coarse tuning controller. However, H/W complexity is increased for the high switching speed. Also, it shows the fast switching characteristic only when the FVC works well. Another method is pre-tuning one which is called DH-PLL in this study [4]. It has very high speed switching property, but H/W complexity and power consumption are increased due to digital look-up table (DLT) which is usually implemented by the ROM including the transfer characteristic of VCO(voltage controlled oscillator). For this reason, this paper proposes a timing synchronization circuit for the rapid frequency synthesis and a very simple DLT replacement digital logic block instead of the complex ROM type DLT for high speed switching and low power consumption. Also, the requisite condition is solved in the proposed method. The fast switching operation at every the frequency synthesis process is verified by the computer circuit simulation. II.DH-PLL synthesizer As shown in Fig.1, the open-loop synthesizer is a direct frequency synthesis type that VCO 要得到高运行速度,事先做好复杂设计的精确同步是必要的。 2001年,H.G.Ryu提出了一种简化结构的直接数字频率合成器(DDFS)驱动的高转换速度锁相环【2】。 但是,有一个问题,整个系统的速度是受锁相环限制的。 Y.Fouzar提出了一种使用频率—电压转换器(FVC)具有双重回路结构的锁相环频率合成器【3】。 因为鉴相器(PD)， FVC利用了压控振荡器的输出信号和我们提出的粗调控制器，所以它具有快速切换速度。 但是,因为有高速系统转换速度使得H / W的复杂性增加了。 另外，结果表明只有FVC工作状态良好时系统才有较高切换速度。 另一种方法是做预先调整也就是本项研究中的DH-PLL 【4】。 它具有高速切换的特性，但是因为数字查找表(DLT)的原因，H / W复杂度和功耗明显增大了，因为DLT 经常被ROM执行，DLT中包含压控振荡器(VCO)的传输特性。 介于以上原因, 为得到较高切换速度和低功耗，本文提出了一种新的快速定时同步频率合成电路，用一个非常简单的DLT替代数字逻辑块，而不用复杂的ROM型(DLT)。 同时,在该方法中所需必要条件也解决了，频率合成过程的高切换速度在计算机电路仿真中已经得到验证了。 2.DH-PLL合成器 图1中所示的开环频率合成技术是一种直接频率合成方式，在频率控

多功能数字钟开题报告

毕业设计（论文）开题报告

1 选题的背景和意义 1.1 选题的背景 21世纪，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。手表当然是一个好的选择，但是，什么时候到达所需要的时间却难以判断。所以，要制作一个定时系统。随时提醒这些容易忘记时间的人。 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。随着人类科技文明的发展，人们对于时钟的要求在不断地提高。时钟已不仅仅被看成一种用来显示时间的工具，在很多实际应用中它还需要能够实现更多其它的功能。高精度、多功能、小体积、低功耗，是现代时钟发展的趋势。在这种趋势下，时钟的数字化、多功能化已经成为现代时钟生产研究的主导设计方向。 1.2 国内外研究现状及发展趋势 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机具有体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到数字电子钟。在城市的主要营业场所、车站、码头等公共场所使用lcd数字电子钟已经成为一种时尚。但目前市场上各式各样的lcd数字电子钟大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂，功率损耗大等缺点。因此有必要对数字电子钟进行改进。

信号发生器发展浅析下.

信号发生器发展浅析(下) 射频/微波信号发生器 Anritsu、Agilent、 Advantest、R/S几家著名仪器公司都供应性能不同的各种频段信号发生器,特别是射频/微波合成信号发生器。例如Anritsu的MG8000A、Agilent的PSG系列,R/S的SML系列都属于新一代的产品。这里介绍的 MG8000A的频率范围是10MHz至40MHz,在10MHz至2.2GHz频段采用数字下变频(DDC)对YIG振荡源作连续分频产生输出频率,在2GHz至40GHz频段采用低噪声YIG振荡源和多个锁相环(PLL),保证在宽的频段内具有很低的杂波、谐波和相位噪声,并由一个48位的数字控制振荡器(NCO)产生0.01Hz的频率步进。基准频率由温度补偿的晶体振荡器提供,振荡频率10MHz,稳定度10-7/天,老化率10-8/年。MG8000A合成信号发生器的主要特性如表1所示。 MG8000A可覆盖40GHz的频率范围,PSG系列分为20GHz和40GHz两个频率范围,而SML系列分为1.1GHz、 2.2GHz和 3.3GHz三个频率范围。这几种信号发生器除频率范围有差别之外,在主要电学性能方面是很相近的。从MG8000A的结构可知,它综合运用多种频率合成技术,达到很高的电学指标。 Agilent公司的PSG系列合成信号发生器是该公司的最新产品,现有 250KHz~20GHz和250KHz~40GHz两种频段和四种型号,可提供AM、FM、调相和脉冲调制。Agilent的信号发生器一直是业界公认的高水平仪器,而且种类和型号最多。R/S公司的SML系列信号发生器现有三种型号,覆盖 9KHz~1.1GHz/2.2GHz/3.3GHz的频段,性能和功能与Agilent和Anritsu的相应产品接近。 矢量信号发生器 近年来移动通信成为信息产业的热点,所用频段和调制带宽不断增加,多载波和多标准共同使用。如果采用多台信号发生器通过功率合成器获得测量信号,显然既资源浪费,使用起来也不方便。针对移动通信手机和基站设备的测量,一种称为矢量信号发生器的新仪器应运而生,以满足从1G至3G移动通信设备的测量应用。这种矢量信号发生器采用模块结构,嵌入式微机控制,高速总线机箱,例如具有代表性的仪器是Cererity公司的CS2010。它采用直接信号合成产生IF,由RF上变频器产生完整和真实的测量信号,仪器的方框图如图3所示。 CS2010具有如下特点而比常规的信号发生器更适用于移动通信设备的测量：·同时输出多载波组合信号——它的A至F 共6组滤波器可产生标准或用户设定的多种载频信号。 ·超线性的信号合成——它的14位高取样率D/A转换器和直接上变换器使输出信号具有非常精确的移动通信标准信号。