L波段直接数字式快跳频率合成器的设计与实现

论文摘要

直接数字式频率合成（DDS-Direct Digital Synthesis）技术的发明和应用是信号频率合成领域里的一次革命。随着数字电路和微电子技术的发展,DDS技术日益显露出它的优越性。目前,DDS技术己经在雷达、通信、电子对抗和仪器仪表等领域得到了十分广泛的应用。论文首先介绍了频率合成的概念、发展以及直接数字频率合成技术（DDS）的现状和发展趋势。分析了DDS的工作原理及其基本结构,在此基础上对理想的DDS频谱特性进行了理论分析。为了能有效的抑制DDS的杂散,讨论了DDS杂散的三个主要来源并分析了部分杂散对DDS输出频谱的影响。最后设计了DDS电路。论文所设计的倍频模块主要应用于扩展DDS的上限频率和改善DDS的杂散电平。倍频模块主要包括放大电路、倍频电路和滤波电路三部分。论文中比较详细地分析了倍频的基本原理和噪声特性。在此基础上提出了倍频模块的系统方案设计和单元电路的原理和设计,给出了电路装调和测试结果,并对设计和调试中出现的问题进行了分析和解决,最后设计出了满足设计要求的倍频模块。论文所设计的倍频模块可以应用在厘米波雷达频率源或要求输入频率要求高的电子系统。论文的最后给出了下一步工作的建议,以期进一步完善频率合成的性能指标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 频率合成的特点和发展
• 1.3 频率合成的指标
• 1.4 国内外发展状态
• 1.5 本文的主要工作
• 第二章 DDS原理及杂散谱分析
• 2.1 DDS的原理、特点及其应用
• 2.1.1 DDS的原理
• 2.1.2 直接数字频率合成器的优点和不足
• 2.2 DDS的频谱分析
• 2.2.1 理想DDS的频谱
• 2.2.2 非理想状态下的散杂以及抑制方法
• 2.2.3 相位截断误差信号分析
• 2.2.4 ROM幅度量化误差所造成的杂散
• 2.2.5 DAC转换误差带来的杂散
• 2.2.6 其他杂散源
• 2.3 DDS的相位噪声特性分析
• 2.4 DDS上限频率的扩展
• 2.4.1 倍频器直接倍频
• 2.4.2 乘法器倍频
• 2.4.3 镜像抑制混频器分取上下边带
• 2.4.4 DDS+PLL混合方式
• 2.5 本章小结
• 第三章 L波段跳频频率合成器设计
• 3.1 DDS电路设计
• 3.1.1 AD9854的电路设计
• 3.1.2 AD9854的工作模式
• 3.1.3 AD9854外围接口电路
• 3.1.4 控制电路
• 3.1.5 放大与滤波电路
• 3.2 电路设计中需要考虑的几个问题
• 3.2.1 电路中的杂散干扰
• 3.2.2 DDS芯片AD9854在实际工作中需要注意的几个问题:
• 3.2.3 DDS电路频谱信号
• 3.3 本章小结
• 第四章 倍频链分析
• 4.1 倍频器基本理论
• 4.1.1 倍频器概述
• 4.1.2 倍频器的分类
• 4.2 倍频电路的实现方法和满足条件
• 4.3 倍频器的主要性能指标
• 4.3.1 输出功率和倍频效率
• 4.3.2 杂散、谐波抑制和频谱纯度
• 4.3.3 噪声和信噪比
• 4.3.4 不稳定性
• 4.4 倍频电路的优点
• 4.5 倍频电路的噪声分析
• 4.5.1 倍频器的相位噪声分析
• 4.5.2 倍频器的本身的噪声分析
• 4.5.3 倍频器的改善频谱纯度的措施
• 4.6 倍频电路的设计
• 4.6.1 倍频电路的设计要点
• 4.6.2 倍频器设计规则
• 4.7 频率合成器倍频模块的方案
• 4.8 输出频谱测试分析
• 4.9 本章小结
• 第五章 L波段跳频频率合成器测试及结果
• 5.1 课题实验结果
• 5.2 输出相位噪声测试
• 5.3 跳频频谱与时间测试
• 5.4 输出杂散与谐波测试
• 5.5 测试结果分析
• 5.6 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献