数字锁相频率合成器实验报告

课程设计实验报告

课程名称： 电子系统设计 题目名称： 数字锁相频率合成器 学生学院： 信息工程学院 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师：

2014年 05 月31 日

一、课程任务

1、根据锁相环原理，确定电路形式，画出电路图；

2、计算电路元件参数，正确选取元器件，利用Proteus软件进行仿真； 3、画出原理图、PCB图；

4、制作电路板，组装、焊接电路；

5、调试、测试电路功能，撰写课程设计报告。 二、课程目的

1、能够在设计中综合运用所学知识解决实际问题。

3、初步掌握工程设计的一般方法，具备一定的工程设计能力。

4．培养独立思考和独立解决问题的能力，培养科学精神和严谨的工作作风 。 三、实验原理

频率合成是指由一个或多个频率稳定度和精确度很高的参考信号源通过频率域的线性运算，产生具有同样稳定度和精确度的大量离散频率的过程。用锁相环迫使压控振荡器 (VCO)的频率锁定在高稳定的参考频

目录

摘要 ................................................................ 1 1.

设计任务 ....................................................... 2

2. 锁相频率合成器的硬件设计 ......................................... 2 2.1 锁相环基本原理 ................................................. 2 2.2 频率合成器总体设计方案 ......................................... 3 2.3 VCO电路设计(MAX2620) ........................................... 4 2.4 集成锁相环电路设计（MB1504） ................................... 6 2.5 单片机控制电路设计 ............................................. 9 3. 软件设计 ...

第4章 数字频率合成器的设计 随着通信、雷达、宇航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的个数提出越来越高的要求。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。

频率合成是通信、测量系统中常用的一种技术,它是将一个或若干个高稳定度和高准确度的参考频率经过各种处理技术生成具有同样稳定度和准确度的大量离散频率的技术。频率合成的方法很多，可分为直接式频率合成器、间接式频率合成器、直接式数字频率合成器( DDS)。直接合成法是通过倍频器、分频器、混频器对频率进行加、减、乘、除运算，得到各种所需频率。该方法频率转换时间快(小于100ns)。

锁相式频率合成器是利用锁相环（PLL）的窄带跟踪特性来得到不同的频率。该方法结构简化、便于集成，且频谱纯度高，目前使用比较广泛。

直接数字频率合成器（Direct Digital Frequency Synthesis简称： DDS）是一种全数字化的频率合成器，由相位累加器、波形ROM，D/A转换器和低通滤波器构成，DDS技术是一种新的频率合成方法，它具有频率分辨率高、频率切换速度快、频率切换时相位连续、输出

郑州科技学院

《数字电子技术》课程设计

题 目 直接数字频率合成器设计 学生姓名 专业班级 学 号 院 （系） 指导教师 完成时间

目 录

1. 课程设计的目的 .................................. 1 2. 课程设计的任务与要求 ............................. 1 3. 设计方案与论证 .................................. 1

3.1 地址发生器组成 .............................. 2 3.2 波形数据存储器 .............................. 2 3.3 数模转换器 .................................. 3 4. 设计原

实验二 基于集成锁相环的频率合成器的设计

1、 实验目的

本实验旨在使学深入了频率合成器的基本概念及基于锁相环的频率合成器的基本原理，学习并掌握复杂数字电路的调试方法。掌握单片集成锁相环CD4046的技术性能指标及电路设计方案，学会应用CD4046制作数字频率合成器。 2、 实验内容

根据实际要求设计基于集成锁相环CD4046的频率合成器电路，确定锁相环的原件参数，搭建并调试电路，是指输出1kHz~1MHx，步进0.5Hz的时钟信号。 3、 实验原理及方法

频率合成是用任一指定的基准频率经过一些功能电路的处理，产生一系列需要的稳定的多种基准频率。利用锁相环实现频率合成，主要是产生可数字或程序控制的基准频率的倍频基准频率。其原理是在锁相环的反馈回路中插入一N分频的分频电路，形成闭环，此时VCO的输出为

NfR.fR是基准频率，改变N值即可改变电路的输出频率，其稳定度与基准频率相同。原理框图如下所示。

设计基于CD4046集成锁相环的频率合成器的主要工作有： 1） 设计调试晶体振荡电路，产生基准频率fR。

2） 设计N分频器，N的调节范围根据合成频率范围的基准频率的大小

确定。实验中设计基准频率为0.5kHz，要求合成输出频率1kHz~1MHz，则

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《数字电子技术》课程设计

题 目 直接数字频率合成器设计 学生姓名 专业班级 学 号 院 （系） 指导教师 完成时间

目 录

1. 课程设计的目的 .................................. 1 2. 课程设计的任务与要求 ............................. 1 3. 设计方案与论证 .................................. 1

3.1 地址发生器组成 .............................. 2 3.2 波形数据存储器 .............................. 2 3.3 数模转换器 .................................. 3 4. 设计原

电子信息工程综合课程设计报告

题 目： 锁相环频率合成器 学 院： 信息工程学院 专 业： 11级电子信息工程 学 号： 2011550901 姓 名： 倪 洁 指导教师： 苏 永 新

完成日期： 2014年11月26日

信息工程学院 2011级 电子信息工程二班 倪洁 电子信息工程专业综合设计报告

目录

摘要： ............................................................ 2 一、频率合成器简介 ................................................ 3 二、 锁相环频率合成器原理........................................ 3

2.1 锁相环路设计基础 ........................................... 3

2.1.1锁相环基本原理 ..................

电子信息工程综合课程设计报告

题 目： 锁相环频率合成器 学 院： 信息工程学院 专 业： 11级电子信息工程 学 号： 2011550901 姓 名： 倪 洁 指导教师： 苏 永 新

完成日期： 2014年11月26日

信息工程学院 2011级 电子信息工程二班 倪洁 电子信息工程专业综合设计报告

目录

摘要： ............................................................ 2 一、频率合成器简介 ................................................ 3 二、 锁相环频率合成器原理........................................ 3

2.1 锁相环路设计基础 ........................................... 3

2.1.1锁相环基本原理 ..................

目 录

第一章 系统分析与设计方案 ............................................................................................................ 1

1.1 DDS设计原理介绍 ................................................................................................................ 1 1.2直接数字式频率合成器(DDS)的基本结构 .......................................................................... 1 1.3基本DDS结构的常用参量计算 ........................................................................................... 1

1.3.1 DDS的输出频率fout 。 .....................................

数字频率合成器的FPGA设计实现

数字频率合成器的FPGA设计实现

1 绪论

1.1 频率合成技术的背景 1）直接频率合成

直接频率合成理论大约在20世纪30年代中期开始形成，当时是利用单个或多个不同频率的晶体振荡器作为基准信号源，经过倍频、分频、混频等途径直接产生许多离散频率的输出信号，这就是最早应用的频率合成器，称之为直接式频率合成器．采用单一个或多个不同频率的晶体振荡器作为基准信号源，经过具有加减乘除四则运算功能的混频器、倍频器、分频器和具有选频功能的滤波器的不同组合来实现频率合成。利用不同组合的四则运算，即可产生大量的、频率间隔较小的离散频率系列。根据参考频率源的数目和四则运算电路组合的不同，直接式频率合成器有着许多不同的形式．如可由较多晶体振荡器或频率源同时提供基准频率，或仅由一个或少数几个晶体振荡器提供基准频率。尽管合成器仅输入一个参考频率，但只需改变各倍频次数和分频器的分频数，即可获得一系列的离散频率。 2）锁相频率合成

相位反馈理论和锁相技术应用于频率合成领域，产生了间接式频率合成器。所谓间接式是指合成器的输出信号不是直接从参考源经过变换而得，而是由锁相环的压控振荡器间接产