电视载频精密偏置的设计

论文摘要

频率合成器是现代电子通信系统中的关键部件,它被称为电子系统的“心脏”。随着现代通信与电子系统的发展,对频率合成技术在多个性能方面提出了更高的要求,如低相位噪声、低杂散、宽频带、高捷变速率、丰富的调制功能、高频率分辨率等。电视精密载频偏置是抑制电视同频干扰,降低电视同频保护率,电视发射机要获得精密可偏置的电视载频,必须对电视调制器中的图像中频和上变频电路中的本振信号进行精确控制和锁定。为此,用直接数字频率合成器(DDS)产生的频率可控信号作为本振信号合成器中锁相环(PLL)的参考信号。在实际的工程应用中,为了获得高准确度和高稳定度的时钟源,本课题中采用GPS时钟信号作为DDS的参考信号,通过改变DDS的输出频率来同步改变电视发射机的发射载波频率。就电视发射机对发射载波的高要求,论文对电视发射系统中关键部件之一的频率合成器进行了研究。论文首先,介绍了频率合成器的分类、通用技术指标及其发展历史与趋势。在第二章中,主要介绍直接数字频率合成器(DDS)的工作原理,对DDS的系统结构,工作原理,技术指标,频谱特性,优缺点进行了阐述。第三章重点介绍了锁相环(PLL)的工作原理,组成部分、相位噪声等技术指标。第四章阐明了电视发射机中电视载频精密偏置的原理,介绍了具体设计方案以及系统框图。最后一章介绍了频率合成器性能测试方法,并对测试结果和课题开发过程中遇到问题作了分析和总结。本论文工作的重点是实现了3600多个频点的准确捷变,涉及到对频点的控制、显示,编写了C语言程序;DDS杂散抑制达到了65dB,电视载波的频率准确度小于±1Hz。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 频率合成器概述
• 1.1 频率合成器的分类
• 1.2 频率合成器的发展
• 1.3 频率合成器的技术指标
• 1.4 本课题的主要目的
• 1.5 本论文的章节安排
• 第二章 直接数字频率合成器的原理
• 2.1 直接数字频率合成器系统构成
• 2.1.1 相位累加器
• 2.1.2 波形存储器
• 2.1.3 数模转换器（DAC）
• 2.1.4 低通滤波器
• 2.2 直接数字频率合成器理论分析
• 2.3 直接数字频率合成器的输出特性
• 2.3.1 理想条件下的输出特性
• 2.3.2 现实中的直接数字频率合成器的输出特性
• 2.4 直接数字频率合成器的优缺点
• 第三章 锁相环的原理
• 3.1 锁相环基本原理
• 3.1.1 环路滤波器（LPF）
• 3.1.2 压控振荡器（VCO）
• 3.1.3 鉴相器（PD）
• 3.2 锁相环路的线性相位模型
• 3.3 锁相环的相位噪声
• 3.3.1 相位噪声的概念
• 3.3.2 鉴相器的噪声分析
• 3.3.3 压控振荡器的噪声分析
• 3.3.4 锁相环相位噪声分析
• 3.4 混合信号锁相环
• 第四章 电视载频精密偏置的具体实现
• 4.1 电视发射机概述
• 4.1.1 电视发射机的系统框图
• 4.2 电视载频精密偏置系统
• 4.2.1 电视载频精密偏置原理
• 4.2.2 电视载频精密偏置系统架构
• 4.2.3 电视载频精密偏置系统的实现方案
• 4.2.4 设计技术要求
• 4.3 DDS 部分的设计
• 4.3.1 DDS 芯片AD9854 的简介
• 4.3.2 DDS 编程规划
• 4.3.3 滤波放大部分的设计
• 4.3.4 DDS 设计的完整电路图
• 4.4 上变频部分的设计
• 4.4.1 PLL 部分的设计
• 4.4.2 混频部分的设计
• 4.4.3 完整的上变频电路图
• 第五章 实验测试与结果分析
• 5.1 DDS 部分的测试结果
• 5.1.1 示波器测试结果
• 5.1.2 频率计测试结果
• 5.1.3 杂散测量结果
• 5.2 上变频部分测试结果
• 5.2.1 频率计测试结果
• 5.2.2 频谱测试结果
• 5.3 开发产品实物
• 5.4 调试总结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果