短波段頻率合成器的設計與調試

摘要：設計了基于鎖相環(huán)的短波段正弦信號合成器，其工作原理為原始的正弦波輸出信號由壓控振蕩器產生，經芯片分頻輸出一個低頻方波信號，參考信號采用Q值較高的晶體產生，然后輸出到芯片的分頻，在芯片內部輸出一個低頻方波信號，兩路低頻方波信號同時由芯片內部的數字鑒相器進行比相，輸出一個反映相位誤差值的雙路差分電壓信號到有源環(huán)路低通濾波器，經它濾波形成近似直流的信號，控制壓控振蕩器的變容管反相偏置電壓來調整振蕩頻率。仿真結果達到預期要求。
關鍵詞：無線電；短波；鎖相環(huán)；頻率合成

0 引言
鎖相環(huán)自20世紀30年代發(fā)明后，已經成為通信、雷達、儀器儀表、高速計算機及導航系統(tǒng)的不可或缺的關鍵部件。鎖相環(huán)路是一種以消除頻率誤差為目的的相位誤差反饋控制電路。隨著現代電子技術的發(fā)展，具有高穩(wěn)定性和高準確度的頻率源的應用越來越廣泛。本系統(tǒng)基于鎖相環(huán)實現短波段正弦信號的生成，其工作原理為，原始的正弦波輸出信號由壓控振蕩器產生，經LM504雙模前置分頻器進行預分頻，再經MC145152芯片的A和N計數器進一步分頻，在芯片內部輸出一個低頻方波信號；參考信號采用Q值較高的晶體產生，然后輸出到MC145152芯片的R計數器進行計數并進一步分頻，也在芯片內部輸出一個低頻方波信號；兩路低頻方波信號同時送到MC145152芯片內部的數字鑒相器進行比相，輸出一個反映相位誤差值的雙路差分電壓信號到基于運放LM358的有源環(huán)路低通濾波器，經其濾波形成近似直流的信號，去控制壓控振蕩器的變容管反相偏置電壓來調整振蕩頻率，以保持參與鑒相的兩路信號相位同步，并使頻率誤差降低到零，從而實現無頻差的頻率跟蹤和相位跟蹤。

1 原理與方案
1．1 系統(tǒng)組成及原理
短波段頻率合成器系統(tǒng)組成如圖1所示。將分別來自壓控振蕩器和雙模前置分頻器的輸出信號同時施加到A和N計數器進行計數分頻。輸入并行碼DA0～DA5，DN0～DN9通過緩沖電路分別控制該兩計數器的分頻比，由于分頻比N>A，因而A計數器先計滿，輸出脈沖C使雙模控制邏輯MC從0變?yōu)?。N計數器繼續(xù)計數直到計滿，輸出脈沖B將MC重置為0狀態(tài)，并將兩計數器同時復零，以等待下一循環(huán)。