基于DDS与PLL的宽带高精度频率合成器设计与性能分析
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更新于2024-08-31
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本文主要探讨了电子测量领域中的一种关键技术——基于DDS(直接数字频率合成器)驱动PLL(锁相环路)的宽带频率合成器设计。这种合成器的设计目的是为了融合DDs和PLL的优点,实现高分辨率、低杂散和宽频段的信号生成。
核心组件包括DDS芯片AD9954,它负责提供频率可调的信号,其内部晶振产生的参考信号fref作为基本频率,通过频率控制字FTW进行精确控制。DDS的输出频率fDDS能够达到极高的灵活性。另一方面,集成锁相芯片ADF4113被用来组成锁相环路,利用DDS的输出信号作为其参考输入,驱动VCO(电压控制振荡器)的工作,VCO的输出频率通过电荷泵CP调节,并经过低通滤波器LPF进一步优化。
频率合成器的关键特性包括输出频率范围594~999 MHz,频率步进为5 Hz,这使得它能够在大频段内实现精细的频率调整。相位噪声达到-91 dBc/Hz,确保了输出信号的高质量。设计中,通过单片机提供控制信号,改变DDS的FTW和PLL的分频比,从而实现动态频率变化。
AD9954的高频率分辨率是其优势之一,它通过相位累加器M和内部时钟fref来实现,理论上输出信号的分辨率远高于传统方法。设计中,选择的晶振频率为400 MHz,PLL的分频比为27,这确保了5 Hz的最小频率步进,同时覆盖594~999 MHz的输出范围。
电路实现部分,文章特别提到了AD9954作为DDS模块的选择,这款芯片以其高性能和灵活度而闻名。通过这种方式,设计师能够充分利用DDS和PLL的优势,创造出一个高效且稳定的宽带频率合成器,满足了设计目标。
这篇论文详细介绍了如何通过结合DDS和PLL技术,构建出一个既能提供宽频段又具有高精度和低杂散的频率合成器,为电子测量应用提供了重要的设计参考。
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